Modélisation et détection des ondes gravitationnelles polarisées issues d’une supernova

Les supernovae à effondrement du cœur jouent un rôle central dans l’évolution des étoiles massives, la formation des étoiles à neutrons et des trous noirs, ainsi que dans l’enrichissement chimique des galaxies.

Le mécanisme d’explosion peut être sondé par l’analyse de signaux multi-messagers, en particulier les neutrinos et les ondes gravitationnelles, dont les propriétés sont modulées par des instabilités hydrodynamiques dans les secondes suivant la formation de l’étoile à neutrons proto-compacte.

Ce projet (Q1) vise à exploiter la complémentarité des signaux multi-messagers d’une supernova à effondrement du cœur, en lien avec des simulations numériques de la dynamique de l’effondrement et des analyses perturbatives, afin d’extraire des contraintes physiques sur le mécanisme d’explosion. L’étude se concentrera sur les signatures multi-messagers de l’instabilité de choc stationnaire (SASI) et de l’instabilité corotationnelle (faible T/W) dans le cas de progéniteurs en rotation, en analysant notamment la composition des neutrinos, la polarisation des ondes gravitationnelles et les corrélations entre ces signaux.

Avant le début de sa thèse, Alphonse Moreau a participé au workshop LIGO–Virgo–KAGRA sur les supernovae et développé un modèle analytique de l’interaction entre ondes acoustiques et ondes de gravité interne, caractérisant le transfert d’énergie associé. Une collaboration étroite avec l’AIM, l’APC et le groupe de Melbourne lui donne désormais accès à des simulations numériques pour analyser les signatures en ondes gravitationnelles et en neutrinos des instabilités.

Le chercheur principal de ce projet est Thierry Foglizzo (AIM).