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AbstractAbstract
[en] Cosmic rays play a fundamental role in the dynamics of the galaxy. The way it is injected into the interstellar medium and the processes it can impact over is an active research branch of Astrophysics. Although supernova remnants are thought to be the main cosmic ray accelerators there is no actual model for their injection that can efficiently explain their spectral distribution as observed on Earth and that can be validated by observations at high energy. Moreover, the effects of cosmic rays on the turbulent dynamic of the weakly ionized interstellar medium and in particular the galactic star formation rate stay unknown. In this thesis I have developed an injection and transport model for cosmic rays in the energy range 1 GeV to 100 TeV. The particles escape from Ia type supernovae remnants and propagate in the weakly ionized interstellar medium. This process is studied using a new 1D transport code called: CR SPECTRA. Having escaped from the remnant, cosmic rays drive magnetic turbulence at scales corresponding to their gyration radius which contribute to confine the particles close to the accelerator. Molecular clouds in the environment of the source represent preferential targets to probe the cosmic ray content using gamma-ray telescopes. In a second work, I have modeled the interactions of cosmic rays with a weakly ionized, thermally bi-stable interstellar medium using the 3D MHD code RAMSES. Cosmic rays transport properties are intimately linked with those of magnetic turbulence. In particular, I showed that under certain conditions, cosmic rays can prevent dense structures formations and can potentially contribute to reduce the star formation rate in the galaxy. (author)
[fr]
Le rayonnement cosmique joue un role fondamental dans la dynamique de la galaxie. Les processus par lesquels ce rayonnement est injecte dans le milieu interstellaire et la maniere dont il impacte son environnement representent une branche active de la recherche en astrophysique. Bien que les restes de supernova sont consideres comme les principaux accelerateurs du rayonnement cosmique, il n'existe pas de modele d'injection qui permette efficacement d'expliquer la distribution spectrale du rayonnement cosmique telle qu'observee depuis la surface de la Terre, ni qui ne puisse etre confirme par les observations du ciel a haute energie. De plus, les effets du rayonnement cosmique sur la dynamique turbulente du milieu interstellaire faiblement ionise et en particulier leur impact sur le taux de formation d'etoile de la galaxie sont encore meconnus. Dans cette these, j'ai developpe un modele d'injection et de transport du rayonnement cosmique d'energie 1 GeV a 100 TeV s'echappant des restes de supernovae de type Ia et se propageant dans le milieu interstellaire faiblement ionise a travers un nouveau code 1D de transport du rayonnement cosmique: CR SPECTRA. En s'echappant du reste, le rayonnement cosmique genere de la turbulence magnetique aux echelles du rayon de giration des particules qui contribuent a confiner le rayonnement cosmique proche du choc du reste. Les nuages moleculaires dans l'environnement du reste representent une signature observationnelle de cet effet de confinement. Un second travail a permis de modeliser l'interaction du rayonnement cosmique avec une phase thermiquement bi-stable faiblement ionisee du milieu interstellaire grace au code 3D MHD RAMSES. Les proprietes de transport du rayonnement cosmique sont intimement liees aux proprietes de la turbulence magnetique dans le milieu. En particulier j'ai montre que sous certaines conditions, le rayonnement cosmique empeche la formation de structures denses et contribue potentiellement a la reduction du taux de formations d'etoiles dans la galaxie. (auteur)Original Title
Transport du rayonnement cosmique dans le milieu interstellaire faiblement ionise
Primary Subject
Secondary Subject
Source
3 Nov 2020; 357 p; 243 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur de l'Universite de Montpellier en Astrophysique
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
ADVECTION, ALFVEN WAVES, ANISOTROPY, COMPUTERIZED SIMULATION, COSMIC RADIATION, DAMPING, DIFFUSION EQUATIONS, FOKKER-PLANCK EQUATION, INTERSTELLAR SPACE, LAGRANGIAN FUNCTION, MAGNETOHYDRODYNAMICS, NAVIER-STOKES EQUATIONS, PLASMA WAVES, RADIATION TRANSPORT, SUPERNOVA REMNANTS, SYNCHROTRON RADIATION, TURBULENCE, TYPE I SUPERNOVAE
BINARY STARS, BREMSSTRAHLUNG, COSMIC RADIO SOURCES, DIFFERENTIAL EQUATIONS, ELECTROMAGNETIC RADIATION, EQUATIONS, ERUPTIVE VARIABLE STARS, FLUID MECHANICS, FUNCTIONS, HYDRODYNAMICS, HYDROMAGNETIC WAVES, IONIZING RADIATIONS, MASS TRANSFER, MECHANICS, PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS, RADIATIONS, SIMULATION, SPACE, STARS, SUPERNOVAE, VARIABLE STARS
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