Kathrin Egberts Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

Präsentation zum Thema: "Kathrin Egberts Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg"—  Präsentation transkript:

1 Kathrin Egberts Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
Diffuse Gamma-Strahlung aus der galaktischen Ebene gemessen mit H.E.S.S. Kathrin Egberts Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg I Produktionsmechanismen diffuser Gamma-Strahlung II Messung mit EGRET III Messung mit H.E.S.S. (2 Ansätze) IV Zusammenfassung und Ausblick

2 I Produktionsmechanismen diffuser Gamma-Strahlung
Wechselwirkungen kosmischer Strahlung mit Materie und Strahlungsfeldern: Protonen: 0-Produktion Elektronen: Bremsstrahlung Inverse Compton-Streuung (an CMB, Staub, Sternenlicht) Galaxie transparent für Gamma-Strahlung, diffuse Gamma-Emission „line-of-sight“-Integral über CR  (ISM bzw. Strahlungsfeld) Lokalisierung dieser hochenergetischen Wechselwirkungen Informationen über Spektrum und Intensität der kosmischen Strahlung am Ort der Wechselwirkung Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

3 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
II Messung mit EGRET Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

4 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
II Messung mit EGRET Energetic Gamma-Ray Experiment Telescope (EGRET) auf dem Compton Gamma-Ray Observatory Energiebereich: 30 MeV-30 GeV Energieauflösung: ~20-25% Gesichtsfeld: 0.6 sr Effektive Fläche: ~10³ cm² Winkelauflösung: 7° bei 35 MeV, 0.2° bei 10 GeV Hocheffiziente Untergrundunterdrückung durch Anti-Koinzidenz-Zähler Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

5 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
II Messung mit EGRET Was ist mit höheren Energien? Zahlenbeispiel: Krebs Nebel (Standardkerze im TeV-Bereich) bei 1TeV hat Zählrate von 1 Photon/Jahr*m² größere Detektorflächen! Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

6 III Messung mit H.E.S.S. Indirekte Detektion mit abbildenden Cherenkov-Teleskopen: Primärteilchen produziert in der Atmosphäre einen Luftschauer Sekundärteilchen emittieren Cherenkov-Strahlung, die auf dem Boden von Cherenkov-Teleskopen eingefangen wird Problem der Untergrundunterdrückung (kosmische Strahlung) Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

7 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
III Messung mit H.E.S.S. High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) – 4 abbildende Cherenkov-Teleskope im Khomas-Hochland in Namibia Energiebereich: 100 GeV-100 TeV Energieauflösung: ~15% Gesichtsfeld: 5° Effektive Fläche: ~105 m² Winkelauflösung: 0.1° Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

8 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
III Messung mit H.E.S.S. High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) – 4 abbildende Cherenkov-Teleskope im Khomas-Hochland in Namibia Energiebereich: 100 GeV-100 TeV Energieauflösung: ~15% Gesichtsfeld: 5° Effektive Fläche: ~105 m² Winkelauflösung: 0.1° 30 MeV-30 GeV ~20-25% 0.6 sr (1/6) ~10³ cm² (106) 7° bei 35 MeV, 0.2° bei 10 GeV Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

9 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
III Messung mit H.E.S.S. Problem des Untergrundes: 2 Ansätze Ansatz Nr. 1: Zunächst: Untergrundsubtraktion bei Punktquellen: Angewandt auf diffuse Emission: Annahme, dass an bestimmten Positionen keine Gamma-Emission  Gesichtsfeld der Kamera On-Region Off-Region Signal = On - Off Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

10 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
III Messung mit H.E.S.S. Blick in die galaktische Ebene (–2° bis +2° galaktische Länge) mit Ansatz Nr. 1: Gamma-Emission aus den Bereichen von Molekülwolken (weiße Konturen) Zusammenhang zwischen diffuser Gamma-Emission und Molekülwolken Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

11 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
III Messung mit H.E.S.S. Ansatz Nr. 2: Modellierung des Untergrundes mit Monte Carlo-Simulationen: Benutze Variable mit großem Unterscheidungspotential und unterschiedlichen Verteilungen für Gammas und Hadronen Fitte r  MC + s  pMC an Daten (r,s freie Parameter) Keine Annahme über Gamma-Fluß Aber: Abhängigkeit von Simulationen Fit (r  MC + s  pMC ) Simulierte Gammas ( MC) Daten Simulierte Protonen (pMC) Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

12 IV Zusammenfassung und Ausblick
EGRET hat diffuse Gamma-Strahlung bei Energien bis 30 GeV in der galaktischen Ebene detektiert Bei Energien im GeV-TeV Bereich kann Gamma-Strahlung mit abbildenden Cherenkov-Teleskopen gemessen werden H.E.S.S. hat diffuse Gamma-Strahlung mit Energien >100 GeV aus der galaktischen Ebene nachgewiesen, weitere Analysen stehen noch aus GLAST wird die Lücke im Spektrum zwischen EGRET und H.E.S.S. schließen Astroteilchenschule Obertrubach-Bärnfels, 8. Oktober 2007 Kathrin Egberts, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg