Les évenements de rupture par effet de marée en temps réel : des alertes Rubin/LSST aux rayons gamma TeV avec H.E.S.S. et CTAO, et un pont vers LISA // Tidal disruption events in real time: from Rubin/LSST alerts to TeV gamma rays with H.E.S.S. and CTAO,

Lorsqu'une étoile s'approche trop près d'un trou noir supermassif, elle est déchirée par les forces de marée : c'est un événement de rupture par effet de marée (TDE, pour tidal disruption event). Ces sursauts rares révèlent des trous noirs autrement dormants et peuvent produire des jets relativistes accélérant des particules à des énergies extrêmes, mais aucune émission gamma au TeV n'a encore été détectée pour un TDE. L'observatoire Rubin (LSST) va découvrir des milliers de TDE, à condition de les identifier tôt parmi des millions d'alertes par nuit et de les suivre rapidement.

Cette thèse s'appuie sur le projet collaboratif TRACER porté par notre groupe et développera la partie gamma de cette chaîne. Le ou la doctorant(e) intégrera dans la plateforme Astro-COLIBRI (applications web et smartphone) les candidats TDE classifiés par le broker Fink, et sélectionnera les plus prometteurs pour une émission de très haute énergie. Il ou elle déclenchera et analysera ensuite des observations avec H.E.S.S. puis CTAO, complétées par des données X et radio. En parallèle, un lien avec le futur observatoire d'ondes gravitationnelles LISA sera exploré, en particulier les spirales à rapport de masses extrême (EMRI, objets compacts de masse stellaire tombant en spirale vers un trou noir massif) dans les noyaux galactiques. Cela passe par l'étude de l'observabilité TDE@LISA et la définition de la façon dont des alertes LISA (échelles de temps, seuils, localisation) pourraient être diffusées via Astro-COLIBRI. Les résultats attendus sont une chaîne opérationnelle de l'alerte à l'observation, les premières détections ou contraintes systématiques sur l'accélération de particules dans les TDE, une contribution au programme scientifique TDE de CTAO et un prototype de gestion des alertes LISA.
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When a star ventures too close to a supermassive black hole, it is torn apart by tidal forces in a tidal disruption event (TDE). These rare flares reveal otherwise dormant black holes and may launch relativistic jets that accelerate particles to extreme energies, yet no TeV gamma-ray emission from a TDE has been detected so far. The Rubin Observatory (LSST) will discover thousands of TDEs, provided they are identified early among millions of nightly alerts and followed up quickly.

This PhD builds on our group's TRACER project and will develop the gamma-ray branch of this chain. The student will integrate the TDE candidates classified by the Fink broker into the Astro-COLIBRI platform (web and smartphone apps) and select those most promising for very-high-energy emission. The student will then trigger and analyse observations with H.E.S.S. and, later, CTAO, complemented by X-ray and radio data. In parallel, the student will explore a link to the future gravitational-wave observatory LISA, in particular extreme-mass-ratio inspirals (stellar-mass compact objects spiralling into massive black holes) in galactic nuclei. This involves studying TDE@LISA observability and defining how LISA alerts (timescales, thresholds, localisation) could be distributed through Astro-COLIBRI. Expected results are a working alert-to-observation pipeline, the first systematic gamma-ray detections or constraints on particle acceleration in TDEs, a contribution to the CTAO TDE science programme, and a prototype of LISA alert handling.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Service de Physique des Particules
Laboratoire : Groupe Astroparticules (GAP)
Date de début souhaitée : 01-10-2027
Ecole doctorale : PHENIICS (PHENIICS)
Directeur de thèse : Schussler Fabian
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU
URL : https://www.multimessenger-astronomy.com/
URL : https://irfu.cea.fr/dphp/index.php

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Service de Physique des Particules

Master 2