Le centre Galactique aux très hautes énergies : modélisation de l’émission diffuse et premiers éléments d’analyse spectro-morphologique

Le centre Galactique (GC) est une region tres riche et complexe. Le taux de supernovae (SN) associe a la formation d'etoiles massives y est tres elevee et devrait creer une injection continue de rayons cosmiques (CRs) dans le GC a travers les chocs qu'elles produisent. Cette region abrite egalement un trou noir supermassif (SMBH) de $4 \times 10^6 \, \rm{M_{\odot}}$, nomme Sgr A*. De nombreux arguments ont permis de montrer que le SMBH pouvait accelerer des particules a tres haute energie (VHE); son activite actuelle et passee pourrait donc egalement contribuer a la population de CRs. En 2006, la collaboration H.E. S.S. a revele la presence d'une emission diffuse a VHE dans les 100 pc centraux de la Galaxie, tres correlee a la distribution de matiere moleculaire repartie dans la zone moleculaire centrale (CMZ). Une partie importante de cette emission a donc tres probablement une origine hadronique mais celle-ci reste toujours inconnue. Nous presentons une nouvelle analyse spectrale et morphologique detaillee de la region en utilisant 10 ans de prise de donnees de H.E. S.S. ainsi qu’une modelisation de l'emission $\gamma$ induite par les SNe. Nous etudions l'impact de la distribution temporelle et spatiale des SNe dans le CMZ sur la morphologie et le spectre de l'emission: nous construisons un model 3D d'injection de CRs a VHE et d'une propagation diffusive dans la region avec une distribution de gaz realiste. La contribution des SNe ne peut pas etre negligee. Nous montrons qu’un profil pique de rayon $\gamma$ ainsi qu’un exces de CRs vers le GC peuvent etre obtenus en utilisant une distribution spatiale realiste de SNe prenant en compte les amas d'etoiles massives centraux. La morphologie de l'emission est tres dependante de l'energie dans ce scenario. Le profil de densite de CRs peut egalement etre reproduit avec une injection stationnaire unique au centre par Sgr A* mais cela implique alors une morphologie stable en energie. L'utilisation d'une analyse 3D est donc necessaire pour distinguer les modeles. Nous presentons les premiers resultats de cette analyse que nous avons developpe dans la librairie Gammapy afin d'ajuster simultanement un spectre et une morphologie sur des donnees. Avec la prochaine generation d'instruments comme le Cherenkov Telescope Array, les observations de regions avec une morphologie complexe, avec une emission diffuse ou de multiples sources, vont devenir de plus en plus nombreuses. Elles necessitent donc egalement le developpement de cette technique. Nous detaillons les premieres validations de cette methode appliquee sur des sources ponctuelles avec un outil Monte Carlo. Pour l’emission diffuse, nous presentons le nouveau spectre obtenu en utilisant une methode que nous avons developpee pour l’extraction spectrale 1D classique. Nous realisons par ailleurs une analyse morphologique dans differentes bandes en energie independantes en utilisant de nouveaux modeles spatiaux. Pour l'instant, aucune variation significative n'est detectee mais des observations supplementaires sont necessaires ainsi qu'une vraie analyse 3D de la region du GC pour pouvoir donner une conclusion definitive. Les observations de CTA permettront de donner des reponses precises a ces questions.