Metrology of type Ia supernovae for cosmology: instrumentation and calorimetric analysis

Métrologie des supernovae de type Ia pour la cosmologie : instrumentation et analyse calorimétrique

Claire Juramy (1)

1 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies

Type Ia supernovae used as cosmic distance indicators are one of the pillars of the current cosmological concordance model. The instrumenting work in the first part of this thesis was done in the framework of a project using these objects, the SNAP satellite, for which it is necessary to build a space-worthy large focal plane including CCD detectors for the visible range and APS for the infra-red. To test the readout of these detectors at very low noise levels, we have built two cryogenic test benches and studied an analogic ASIC. The second part shows the analysis of existing data within the framework of our "calorimeter" model to improve the use of SN Ia as standard candles. GRATIS is a programm designed to calculate the decay energy deposition within the supernova. Comparison with the measured luminosities is satisfactory. Other possible improvements come from the evolution of spectra at late times and from the color jump we call "green ray".

L'utilisation des supernovae de type Ia comme indicateurs de distance est un pilier du modèle de concordance actuel en cosmologie. Le travail d'instrumentation présenté dans la première partie a été réalisé dans le cadre d'un projet utilisant ces objets, le satellite SNAP, qui nécessite la spatialisation d'un grand plan focal comportant des détecteurs CCD pour le visible et APS pour l'infra-rouge. Pour tester la lecture de ces détecteurs à très bas bruit, nous avons construit deux bancs de test cryogéniques et étudié en détail un ASIC analogique. La deuxième partie est l'analyse de données existantes dans le cadre de notre modèle "calorimétrique", pour améliorer l'utilisation des SN Ia comme étalons. Le programme GRATIS calcule le dépot d'énergie radioactive dans la supernova. La comparaison avec les puissances lumineuses mesurées est satisfaisante. D'autres pistes incluent l'évolution des spectres en phase tardive et l'observation d'un saut de couleur baptisé "rayon vert".

Keywords: cosmologie; supernovae; instrumentation; électronique; calibration

Keywords: cosmology; electronics

Domains: Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]

Claire Juramy. Métrologie des supernovae de type Ia pour la cosmologie : instrumentation et analyse calorimétrique. Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00592266⟩