High-energy astrophysics

Durée

25h Th, 5h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Grégor Rauw

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Grâce aux satellites de nouvelles fenêtres du spectre électromagnétique se sont ouvertes aux astrophysiciens. Le cours s'intéresse en particulier à l'astrophysique dans les domaines des rayons X et des rayons gamma.
Nous rappelons d'abord les phénomènes physiques qui sont en jeu dans la production et l'absorption des rayonnements X et gamma par des sources cosmiques : bremsstrahlung, diffusion Compton (inverse), émission de corps noir, absorption photoélectrique, effet Auger, désintégration radioactive... Ensuite, nous discutons les différentes catégories de modèles permettant de reproduire les spectres X observés. Les propriétés des différents types de sources X et gamma détectées dans le ciel sont décrites: sources coronales (Soleil, étoiles froides), résidus de supernova, pulsars X, binaires X, étoiles chaudes, amas de galaxies, quasars, noyaux de galaxies actifs, sursauts gamma,... Un chapitre est consacré aux techniques (télescopes et détecteurs) propres à l'astrophysique X et gamma, ainsi qu'aux satellites les plus récents (ROSAT, ASCA, Chandra, XMM-Newton, INTEGRAL, Swift, NuSTAR...). Nous discutons ensuite les aspects particuliers de l'analyse de données obtenues par ces satellites et, au cours d'une séance de travaux pratiques, les étudiants ont la possibilité de s'initier à la réduction de spectres dans le domaine des rayons X.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

L'objectif du cours est de familiariser l'étudiant avec les concepts et les techniques spécifiques à l'astrophysique des hautes énergies. A l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de lire et comprendre des articles scientifiques sur le sujet et de mener lui même l'analyse d'observations du ciel en rayons X.

Savoirs et compétences prérequis

Connaissances fondamentales en mathématiques, physique, mécanique classique et notions de base de la relativité restreinte.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Une session de travaux pratiques (3 h) sur ordinateur est organisée au cours de laquelle les étudiants réduisent eux-même des spectres dans le domaine des rayons X. La présence à cette séance est un prérequis pour l'admission à l'examen.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Le cours théorique se donne généralement à raison de 3h/semaine pendant 10 semaines au 1er semestre. La séance de travaux pratiques a lieu vers la fin du cours théorique.

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

En cas de re-confinement (partiel) lié à la pandémie du Covid-19, les enseignements seront assurés à distance via des podcasts réalisés avec Camtasia et des sessions skype ou Lifesize. Au cas d'un re-confinement strict, la séance d'exercice sur des ordinateurs du campus sera annullée.  
Dans ce cas de figure, l'examen se fera oralement à distance par skype ou Lifesize.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Notes de cours en anglais mis à la disposition des étudiants sous forme d'un fichier pdf. Les fichiers sont mis en ligne via le site eCampus du cours.

Modalités d'évaluation et critères

Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.

Toutes sessions confondues :

- En présentiel

évaluation orale

- En distanciel

évaluation orale

- Si évaluation en "hybride"

préférence en distanciel


Explications complémentaires:

Examen oral: les étudiants peuvent choisir entre un examen oral "classique" ou la présentation d'un travail personnel consistant en l'analyse critique d'un article scientifique rapportant des observations dans le domaine de l'astrophysique des hautes énergies. Quelque soit le mode d'examen choisi, l'emphase est mise sur la compréhension de la matière et la maîtrise des concepts et techniques enseignés. La réussite de l'examen requiert donc l'étude et la compréhension du cours.
L'assistance à la séance de TPs est un prérequis pour l'admission à l'examen.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Néant

Contacts

Prof. Gregor Rauw Institut d'Astrophysique et Géophysique, Bât. B5c Allée du 6 Août, 19c 4000 Liège
Tel. +32-(0)4 366 9740 e-mail: g.rauw@uliege.be

Notes en ligne