1Universität Dortmund 2Universität Würzburg

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1 1Universität Dortmund 2Universität Würzburg
Schule für Astroteilchenphysik der Universität Erlangen-Nürnberg in Obertrubach-Bärnfels Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizerten Cherenkov-Teleskop Michael Backes1 Thomas Bretz2 Wolfgang Rhode1 Karl Mannheim2 1Universität Dortmund 2Universität Würzburg

2 Überblick Technik der Luft-Cherenkov-Teleskope (Imaging Air Cherenkov Telescope) Was ist eine AGN / ein Blazar? Motivation von Blazar- Langzeitbeobachtungen State of the art IACTs HEGRA CT3 DWARF Zusammenfassung Zukunftsvision: Globales IACT-Netzwerk 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

3 Luft-Cherenkov-Technik 1
9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

4 Luft-Cherenkov-Technik 2
Primärteilchen (Gev-TeV) Relatvistischer Teilchenschauer (10km NN) Cherenkov-Licht Schauerellipse in Kamera 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

5 AGN / Blazar AGN: Supermassives schwarzes Loch (MBH~109Mʘ) im Galaxienzentrum Teilchenbeschleunigung in Jets dabei g-Produktion durch a) p + p/g …p0  gHE oder b) e±  gsynch + e±  gHE Blazar: Jet zeigt auf uns 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

6 Motivation von Blazar-Langzeitbeobachtungen
Besseres Verständnis der Zusammensetzung und Erzeugung der Jets Entdeckung binärer schwarzer Löcher möglich Mrk 421, Mrk 501, 1Es , 1ES , H , PKS Metsähovi Radio Observatory, Tuorla Observatory (opt.), SWIFT & Suzaku (x-ray),INTEGRAL& GLAST (gamma) Physik von sich schnell drehenden schwarzen Löchern eingebettet in heißem Plasma Warum überhaupt Variabel?! Flare-Statistik 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

7 Motivation von Blazar-Langzeitbeobachtungen
Besseres Verständnis der Zusammensetzung und Erzeugung der Jets Entdeckung binärer schwarzer Löcher möglich Bei Flares ToO-Beobachtungen mit MAGIC, H.E.S.S. und VERITAS Koinzidente g- und n-Messungen mit IceCube Mrk 421, Mrk 501, 1Es , 1ES , H , PKS Metsähovi Radio Observatory, Tuorla Observatory (opt.), SWIFT & Suzaku (x-ray),INTEGRAL& GLAST (gamma) Physik von sich schnell drehenden schwarzen Löchern eingebettet in heißem Plasma Warum überhaupt Variabel?! Flare-Statistik 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

8 Motivation von Blazar-Langzeitbeobachtungen
Besseres Verständnis der Zusammensetzung und Erzeugung der Jets Entdeckung binärer schwarzer Löcher möglich Bei Flares ToO-Beobachtungen mit MAGIC, H.E.S.S. und VERITAS Koinzidente g- und n-Messungen mit IceCube Ausgedehnte Multiwavelength-Beobachtungen (Radio, optisch, Röntgen und soft-g) Bessere SED-Modellierung (leptonisch oder hadronisch?) Bei Nachweis binärer schwarzer Löcher: Nachweisgrundlage von Gravitationswellen für LISA Mrk 421, Mrk 501, 1Es , 1ES , H , PKS Metsähovi Radio Observatory, Tuorla Observatory (opt.), SWIFT & Suzaku (x-ray),INTEGRAL& GLAST (gamma) Physik von sich schnell drehenden schwarzen Löchern eingebettet in heißem Plasma Warum überhaupt Variabel?! Flare-Statistik 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

9 State of the art IACTs - mit deutscher Beteiligung -
MAGIC H.E.S.S. 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

10 State of the art IACTs MAGIC und H.E.S.S.
Hohe Sensitivität bei Schwellenenergien um 100 GeV viele Beobachtungsaufgaben: pulsar -quasar shelltype SNR galactic center pulsar wind nebula GRBs AGN Pulsar-Wind-Nebel Supernova Reste Mikroquasare Galaxienhaufen Radiogalaxien Pulsare Gamma-Ray-Bursts Blazare Galaktische Surveys Kaum Beobachtungszeit für Langzeitbeobachtungen von hellen Blazaren (AGNs) 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

11 State of the art IACTs MAGIC und H.E.S.S.
Hohe Sensitivität bei Schwellenenergien um 100 GeV viele Beobachtungsaufgaben: pulsar -quasar shelltype SNR galactic center pulsar wind nebula GRBs AGN Pulsar-Wind-Nebel Supernova Reste Mikroquasare Galaxienhaufen Radiogalaxien Pulsare Gamma-Ray-Bursts Blazare Galaktische Surveys Kaum Beobachtungszeit für Langzeitbeobachtungen von hellen Blazaren (AGNs) Dedicated multiWavelength Agn Research Facility (DWARF) 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

12 MAGIC Gelände La Palma (Spanien)
MAGIC II MAGIC I 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

13 MAGIC Gelände La Palma (Spanien)
MAGIC II MAGIC I HEGRA CT3 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

14 HEGRA CT3 8,5 m² Spiegel 271 Pixel-Kamera 4,92 m Fokallänge
4,3° field of view Energieschwelle ~ 700 GeV 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

15 HEGRA CT3  DWARF 30 Spiegel à 0,28 m² = 8,5 m²
9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

16 HEGRA CT3  DWARF 313 Pixel à 0,26°  5° FOV
30 Spiegel à 0,28 m² = 8,5 m² 43 Spiegel à 0,30 m² ~ 13 m² 271 Pixel à 0,25°  4,3° FOV 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

17 DWARF 13 m² Spiegel Runde 313 Pixel-Kamera 4,57 m Fokallänge
5° field of view Höhere QE der PMTs als bei CT3 Höhere Reflektivität der Spiegel und Winston Cones Schnelle Auslese Energieschwelle ~ 300GeV 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

18 DWARF Performance DWARF HEGRA Whipple MAGIC 9. Oktober 2007
SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

19 Zusammenfassung Viel spannende Physik:
leptonische oder hadronische Jets? Koinzidente g- und n-Messungen Binäre schwarze Löcher Gravitationswellen … MAGIC & H.E.S.S.: Populationsstudien schwacher Quellen Dediziertes Teleskop für Langzeitstudien starker Quellen HEGRA CT3 gute Grundlage aber stark aufwertbar DWARF 1,5-fache Spiegelfläche, deutlich verbesserte Kamera, halb so hohe Energieschwelle verglichen mit CT3 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

20 Zukunftsvision: Netzwerk global verteilter IACTs
VERITAS MAGIC DWARF Dedicated multiWavelength Agn Research Facility (DWARF) H.E.S.S. CANGAROO 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

21 Zukunftsvision: Netzwerk global verteilter IACTs
VERITAS MAGIC DWARF Dedicated Worldwide Agn Research Facility (DWARF) H.E.S.S. CANGAROO 9. Oktober 2007 SAT 07, Obertrubach Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop