Le potentiel scientifique de la lentille gamma

Nos connaissances actuelles sur les émetteurs de raies gamma sont basées sur les mesures des expériences (GRO, SIGMA, spectromètres ballon) et les théories comme, par exemple, la nucléosynthèse explosive. Afin de mettre en évidence les besoins instrumentaux pour la prochaine génération d’instruments nous avons sommairement tracé l’intensité des sources (observées ou prédites) en fonction de leur étendue angulaire.

Les besoins instrumentaux pour la prochaine génération d’instruments en spectroscopie gamma fine apparaît si l’intensité des sources (observées ou prédites) sont tracées en fonction de leur étendue angulaire.

Deux groupes principaux se dessinent dans ce graphique :

  1. des sources diffuses Galactiques (traces de la nucléosynthèse récente dans le milieu interstellaire, nuages de noyaux excités) qui émettent des flux détectables (10-5-10-3  ph s.cm-2.s-1) à cause de leur proximité relative;  par conséquent leur étendue angulaire est souvent de l’ordre de 1° à 10°.
  2. des sources ‘ponctuelles’ (<1”) extragalactiques (supernovae) ou galactiques (novae, binaires X, pulsars) avec des flux qui sont estimés inférieurs à 10-5 ph.cm-2.s-1.
C’est évidemment dans la seconde classe de sources largement inexplorée que nous trouvons les cibles privilèges un télescope à lentille gamma. Un des objectifs scientifiques principaux de notre expérience est d'étudier l'injection des positrons dans le milieu environnant par la nouvelle classe des ‘broad class annihilators’. Les sources dans lesquelles la création de positrons est soupçonnée ou déjà observée: Cyg X-1, les binaires X (ie. Nova Musca),  les pulsars (ie. Crab, Vela, Geminga), et les NAG (ie. 3C273, NGC4151) dont les jets de matière, observés également en radio, pourraient être composés de positrons et donc émettre des photons d’annihilation.
 
 
  Principal scientific objectives for a tunable gamma-ray lens
classe d'objets processus énergie de la raie [ keV ] sources potentielles
broad class annihilators e+e-  511 1E1740.7-2942 
GRS1758-258 
Cyg X-1 ...
Novae  7Be(EC,g)7Li 
22Na (ß+)22mNe 
478 
511 
1275 
GC novae 
(N Cyg 1992, 
N Aqi 1982 ...) 
Supernovae 57Co(EC,g)57Fe 
56Co(EC,g)56Fe 
44Ti(b+,g)44Sc 
122 
847 
1238 
1157 
SN1987A, SN1991T 
étoiles à neutrons, Pulsars e+e- 
1H+n -> 2H+g
<511 
<2220 
Crab ... 
Binaires S e+e- 511  Nova Musca , Persei
NAG  e+e- 
56Fe(p,p',g
24Mg(p,p',g
20Ne(p,p',g
28Si(p,p',g
12C(p,p',g
< 511 
<847 
<1369 
<1634 
<1779 
<4439 

 

NGC4151, 3C273 ... 
redshifts ! 
pour z~3.5 
=> Eg~0.5 MeV 
=> Eg~1.2 MeV 
sursauts solaires e+e- 
56Fe(p,p',g) 
24Mg(p,p',g)
511 
847 
1369
afterglow g e+e-  < 511  counterparties de sursauts g