| Autor(en): |
Tülün Ergin |
Titel: |
The energy spectrum of very high energy gamma rays from the Crab Nebula as measured by the H.E.S.S. array |
| Gutachter: |
Nikolaj Pavel; Stefan Wagner; Thomas Lohse |
| Erscheinungsdatum: |
28.02.2006 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10061580)
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| Fachgebiet(e): |
Physik |
| Schlagwörter (ger): |
Gamma Strahlen, Cherenkov, Plerion, Krebs Nebel |
| Schlagwörter (eng): |
Gamma-rays, Cherenkov, Plerion, Crab Nebula |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Zitationshinweis: |
Ergin, Tülün:
The energy spectrum of very high energy gamma rays from the Crab Nebula as measured by the H.E.S.S. array;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 28.02.2006, urn:nbn:de:kobv:11-10061580
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| Abstract (ger): |
| Das Thema dieser Arbeit ist die fuer das HEGRA Experiment entwickelte
Rekonstruktions-Algoritmen, die Geometry und Energie von
hochenergetischen kosmischen Gamma-Strahlen zu rekonstruieren, in die H.E.S.S.
software Umgebung zu implementieren und das nicht-gepulste
Energie-Spektrum des Krebsnebels zwischen Energien von 300 GeV und 20 TeV zu
bestimmen. Dafuer wurden die ersten stereoskopischen Daten von Oktober und
November 2003 mit einer 3 Teleskope-Konfiguration des H.E.S.S. Systems der
Phase-I verwendet. Die Phase-I des H.E.S.S. Systems wurde im Dezember 2003
fertiggestellt, nachdem das vierte Teleskop in Betrieb genommen wurde.
Die Rekonstruktionsalgorithmen wurden mit Monte Carlo Simulationen fuer die
vollstaendige Phase-I des Teleskop-Systems getestet. Die Aufloesung fuer die
rekonstruierte Richtung und Energie der einzelnen gamma-Ereignisse
sind 0.15 Grad und 14 Prozent bei 45 Grad Zenitwinkel.
Die Daten des Krebsnebels, die eine Wobble-Versetzung von +-0.5 Grad
and +-1.0 Grad haben und die im Zenitwinkel-Bereich von 45 Grad
bis 50 Grad fuer 4 Stunden beobachtet wurden, geben ein Signal von 50
Standardabweichungen. Das differentielle Energiespektrum des Krebsnebels
zwischen 450 GeV und 20 TeV nach den Schnitten ist
(dN / dE) = (3.37+-0.47)*10^{-11}*E^{-2.59+-0.12} cm^{-2} s^{-1}
TeV^{-1}. Der integrierte Fluss oberhalb 1 TeV ist
(2.11+-0.29)*10^{-11} cm^{-2} s^{-1}. Diese Resultate sind
konsistent mit Messungen anderer Experimente, speziell von HEGRA und Whipple.
Die Resultate stimmen mit den Erwartungen der synchroton self-Compton
Modelle fuer den TeV Emissionbereich ueberein. Das magnetische Feld in der
Region, wo die TeV gamma-Strahlen vermutlich entstehen, wird zu
0.18+-0.01 mG bestimmt. Die Resultate dieser Arbeit zeigen die
Leistungsfaehigkeit des H.E.S.S. Teleskop-Systems.
|
| Abstract (eng): |
| The goal of this thesis is to implement the methods developed
for the HEGRA experiment to reconstruct the geometry and energy of the
air-showers induced by the cosmic high-energy gamma rays into the software
environment of the H.E.S.S. experiment. Furthermore, using the implemented
algorithms, a search for the unpulsed emission is aimed in the energy range
between 300 GeV and 20 TeV from the Crab Nebula using the first stereoscopic
data taken during October and November 2003 with the 3 telescope configuration
of the H.E.S.S. array in Phase-I. The Phase-I of the H.E.S.S. array was
completed in December 2003 by the addition of the fourth telescope.
By testing the reconstruction algorithms of a complete Phase-I H.E.S.S.
array with Monte Carlo simulations, it is found that the resolution of the
reconstructed direction and energy of a gamma-ray event from a zenith
angle of 45 degrees is around 0.15 degrees and 14 percent, respectively.
The data on the Crab Nebula including runs with wobble offset of
+-0.5 degrees and +-1.0 degrees is collected at zenith angles from
45 degrees to 50 degrees for a total of 4 hours and gives a background
subtracted signal of about 50 standard deviations. The differential energy
spectrum of the unpulsed gamma-ray emission from the Crab Nebula is found
to be (dN / dE) = (3.37+-0.47)*10^{-11}*E^{-2.59+-0.12} cm^{-2}
s^{-1} TeV^{-1} between 450 GeV and 20 TeV after all cuts. The integral
flux above 1 TeV is (2.11+-0.29)*10^{-11} cm^{-2} s^{-1}.
These results are consistent with the results published by other experiments,
in particular HEGRA and Whipple. The results agree well with the expectation
from synchrotron self-Compton models for TeV emission range. The magnetic
field in the region, where TeV gamma rays are produced, is found to be
0.18+-0.01 mG. This result agrees with the magnetic field values deduced
by the models. The results obtained for the Crab Nebula in this thesis
demonstrate the performance of the H.E.S.S. array.
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