Si, au cours de cette thèse, nous nous sommes focalisés sur l’un des paramètres is- sus des courbes de lumière des sursauts gamma, le délai spectral, d’autres paramètres sont mesurables. Ils sont toutefois moins utilisés que ce dernier et n’apparaissent pas ou très peu dans la littérature des cinq dernières années, contrairement au délai spec- tral qui continue de susciter un certain intérêt de la part de la communauté. Nous avons toutefois consacré une partie de la thèse à leur étude sans pour autant mener à terme cette dernière.
7.5.1
La variabilité
Il suffit de regarder les courbes de lumière des sursauts gamma pour se rendre compte de l’extraordinaire diversité de ces derniers. Si certains sursauts présentent un profil très lisse sans variation rapide dans le temps, d’autres présentent des varia- tions importantes sur des échelles de temps très courtes. Au début des années 2000, plusieurs méthodes ont été mises au point dans le but de quantifier cette variation (Stern et al. (1999), Fenimore & Ramirez-Ruiz (2000), Reichart et al. (2001), Schae- fer et al. (2001)). Dès la mesure des premiers redshifts, la variabilité des sursauts gamma a été reliée à leur luminosité isotropique permettant d’envisager l’utilisation de cette nouvelle relation à des fins de standardisation. La grande dispersion de la relation dès son origine ne l’a toutefois pas portée au même niveau de considération que la relation Epi– Eiso. Elle fut néanmoins confirmée par la suite par Guidorzi
et al. (2005) et Li & Paczyński (2006) avec l’utilisation de méthodes de lissage de la courbe de lumière différentes, permettant une réduction de la dispersion. Toutefois, si elle était encore utilisée par Schaefer & Collazzi (2007) pour la détermination des paramètres cosmologiques, elle a ensuite été abandonnée, car présentant une dispersion trop grande, par Xiao & Schaefer (2009) dans leur étude concernant les estimateurs de redshift.
Afin de clarifier la question, nous avons cherché à calculer la variabilité des sursauts gamma qui se définit comme la variation de la courbe de lumière de ces
derniers autour d’une courbe lissée, une fois retranchée la dispersion liée au bruit de fond, soit : V = * (C − Csmooth)2− σc2 C2 smooth,max +
Avec C le taux de comptage avec une erreur σc dans la courbe de lumière bruit
de fond soustrait, Csmooth le nombre de coups dans la courbe de lumière lissée
et Csmooth,max le taux de comptage maximal dans la courbe de lumière lissée. La
moyenne est effectuée sur l’ensemble des bins temporels du sursaut dont le taux de comptage dépasse 10% de Csmooth,max.
Lors du calcul de ce paramètre, nous nous sommes rendu compte de la grande sensibilité de cette grandeur aux paramètres entrant en ligne de compte dans son calcul. Il est difficile de séparer les variations liées au bruit de fond de celles propres au sursaut, une première difficulté étant de définir correctement les variations du bruit de fond. Il est rapidement apparu que la relation entre variabilité et Liso, de
par sa dispersion et les incertitudes liées au calcul de la variabilité, ne pouvait être considérée comme une voie de standardisation des sursauts gamma.
La porte ne reste toutefois pas entièrement fermée. Il est possible qu’une carac- térisation différente de cette quantité puisse obtenir de meilleurs résultats. En effet, les sursauts dont la luminosité isotropique est la plus élevée présentent des courbes de lumière qui varient dans le temps de manière plus importante que la moyenne des sursauts. Une telle caractérisation reste cependant en dehors des objectifs de cette thèse et les perspectives sur ce sujet sont conditionnées à l’émergence d’une idée novatrice permettant de pallier les problèmes rencontrés par les précédentes définitions. Or, un travail important ayant déjà été accompli dans le domaine, il semble difficile d’espérer obtenir un meilleur résultat.
Une solution est peut-être à chercher du côté de ce qui est qualifié d’échelle de temps minimale de variabilité. Ce n’est pas exactement la variabilité telle que définie dans la relation entre ce paramètre et la luminosité isotropique, mais c’est la quantité qui s’en rapproche le plus dans la littérature récente (voir MacLachlan et al. (2012) et MacLachlan et al. (2013)). Elle correspond à l’échelle de temps minimale sur laquelle la variation du nombre de coups dans la courbe de lumière est significative. Une telle quantité est obtenue par décomposition en ondelettes de la courbe de lumière et sert principalement de paramètre test des différents modèles d’émission prompte. L’utilisation de ce paramètre comme traceur de la luminosité des sursauts gamma est envisageable et reste à étudier.
7.5.2
Le temps de montée
Un autre paramètre qu’il est possible d’extraire des courbes de lumière des sur- sauts gamma est le temps de montée. Pour le représenter simplement, nous pouvons l’assimiler à la durée mise par le sursaut pour arriver à son maximum. Dans les faits, ce n’est pas directement comme cela qu’il est défini et mesuré. En effet, les sursauts étant observés avec des niveaux de bruit de fond très différents, nous ne pouvons déterminer le début d’un sursaut gamma dans les mêmes conditions pour tous. Il est donc nécessaire de définir une mesure qui soit indépendante du niveau du bruit de fond. Une méthode consiste à prendre l’intervalle de temps le plus court pour lequel l’augmentation du nombre de coups est supérieure à un certain seuil, généralement défini comme étant 50% du nombre de coups maximal dans un bin temporel ( voir
Schaefer & Collazzi (2007) et Xiao & Schaefer (2009)). Ce paramètre a également été relié à la luminosité isotropique (Schaefer & Collazzi (2007)).
Pour le calcul de ce dernier, nous avons choisi d’utiliser la méthode proposée par Schaefer & Collazzi (2007) et détaillée dans Xiao & Schaefer (2009). Néanmoins cette méthode présente des problèmes qui sont décrits en annexe. Cela nous a amenés à développer une méthode de mesure automatique des temps de montée qui n’est toutefois pas encore terminée. Une perspective à court terme du travail mené durant cette thèse est donc la finalisation de cette méthode afin d’en tirer des valeurs de temps de montée fiables et permettre une étude approfondie de la relation entre ce paramètre et la luminosité isotropique, dans le but de déterminer si elle peut être utilisée pour la standardisation des sursauts gamma. De plus, le temps de montée peut potentiellement être utilisé à d’autres fins comme, par exemple, la distinction entre sursauts courts et sursauts longs et comme troisième paramètre d’une relation utilisant, par exemple, les données spectrales des sursauts gamma.