SURSAUTS GAMMAET CTA

Michel BoërObservatoire de Haute Provence

Discovered fortuitously

9/12/2009Réunion CTA

First observed in 1969 VELA military satellites Monitoring of atmospheric nuclear

explosions, to enforce application of the nuclear test-ban treaty between USA and USSR

Unclassified in 1973 Since then, many space experiments

USSR/Russia – USA – France – Italy - Germany

Gamma-Ray Bursts Prompt event: durations from

0.01 to 1000s 2 populations (0.5s et 30s)

Power law afterglow t-1,-2

~ 2 GRB/d >10-8erg/s.cm-2 .4πSter SWIFT 150/y, GLAST 400/y Local rate ~2 Gpc-3 yr-1

Panchromatic events: Spectrum peaks between < 10 and 1000 keV

Total spectrum from 1mkeV to >? 20 GeV)

Rapid variability (< 10ms) Cosmological origin (0.001 < z <

4.5 (measured) < 15??) Isotropic luminosity around

1051-52ergs, however, emission in jets imply luminosities ~1048ergs

9/12/2009Réunion CTA

GRB 990123

9/12/2009Réunion CTA

X-ray Afterglow large « swift » view

9/12/2009Réunion CTA

9/12/2009Réunion CTA

Γ≥100

Γ≥100

Deceleration and lateral spread

Gamma burst

Orphan afterglow(no GRB)

9/12/2009Réunion CTACoalescence versus Collapse

NS-NS binary Massive star

(L. Piro 2003)

GRB 090423: the farthest (‘til now) Découvert par

SWIFT Redshift 8.2 Durée 10s, i.e. 1s

à la distance de la source

9/12/2009Réunion CTA

Why all this excitement about GRBs

GRBs involve the fastest motion observed so far (Γ > 100)

They signal the formation of a newborn black hole

They are sources of non-photonic radiation (ν, gravitationnal)

They are the best cosmological probes of the early universe (z = 5-12)

Most relativistic objects known to date

9/12/2009Réunion CTA

Et les hautes énergies?

9/12/2009Réunion CTA

Le précurseur EGRET GRB 930131,

940217, 941017 Photon à 18GeV,

observé avec un retard de 90 minutes

5 sursauts > 100 MeV en tout.

9/12/2009Réunion CTA

Fermi-LAT: l’age d’or

9/12/2009Réunion CTA

Les sursauts observés par LAT

Date Emax (GeV)

Delay (s)

z

091003 0. 8969

090926 19.6 26 2.1062090902b

33.4 82 1.822

090626 >0.1 200090510 >1 150090328 >1 900 0.736090323* >1 >1000 3.57090217 >0.1 20081215A

>0.1 7

081024B

3 2

080916C

13.2 >1400 4.35

080825C

0.6 40

9/12/2009Réunion CTA*Observation Magic

Apport des hautes énergies Physique des GRB

Besoin de mécanisme additionnel pour expliquer émission HE retardée

Emission en loi de puissance décorrélée GRB prompt

Pas de modèle satisfaisant Eiso(GRB080916) =

8x1054 erg Г=1000, Angle<10-2

Variabilité 53ms, 11,2GeV Mais aussi pic GeV à 9s (mais pb

avec variabilité LAT = 90ms)

Explorer l’Univers GRB 080916c Z = 4.35 Emission diffuse

infrarouge: pas de coupure dans LAT: données CTA importantes

Explorer la physique GRB 090510 MQG/Mplanck ≈ 1 - 10 Δt = 1.3s (MeV vs

13GeV)9/12/2009Réunion CTA

GRB 090902B: Composante HE

9/12/2009Réunion CTA

GRB 090902B

9/12/2009Réunion CTA

C T A

MAGIC Plusieurs critères:

hauteur, distance au Soleil…

Duty cycle: 9,2% 1 observation

GRB/mois 1 seule avec Fermi-

LAT (GRB 090323) Pas de détection

9/12/2009Réunion CTA

VTGRM

ECLAIRs

GWAC E-GFTW-GFT

Jacques Paul Slide 18SVOM – Instituto de Astronomia Colloquium – UNAM – 11 February 2009

9/12/2009Réunion CTA

TAROT/ZADKO Network

9/12/2009Réunion CTA

TAROT-Chile

TAROT-Calern

ZADKO(1m)

GFT (Mx)???(1m)

Localisation

9/12/2009Réunion CTA

• SVOM + GFT• Réseau télescopes (TAROT, ROTSE, ZADKO

Conclusions Double composante à

haute énergie Corrélée avec sursauts Composante en loi de

puissante Peut durer 10s – 1000s Observée > 30GeV Emission mal comprise

CTA observera donc des sursauts, mais nécessite un mode rapide dédié

Localisation pas neutre Environ 1GRB/mois

Physique des sursauts Physique

fondamentale Cosmologie Observation

multilambda SVOM (10MeV – 500nm) GFT/… 350 – 2000nm Radio… Multi-messagers

9/12/2009Réunion CTA