24
H.E.S.S., MAGIC, VERITAS CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E 10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen Ausbreitung im intergalaktischen Strahlungsfeld Astrophysik der Quellen WIMP-Annihilation / Natur der Dunklen Materie Exotische Teilchen und Phänomene

H.E.S.S., MAGIC, VERITAS CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E 10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S., MAGIC, VERITAS CTACherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E 10...100 GeV)

• Quellen der kosmischen Strahlung• Beschleunigungsmechanismen• Ausbreitung im intergalaktischen Strahlungsfeld• Astrophysik der Quellen• WIMP-Annihilation / Natur der Dunklen Materie• Exotische Teilchen und Phänomene

Page 2: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Gamma Ray Telescopes

H.E.S.S.: AG Lohse

Veritas: AG Maier MAGIC: AG Bernardini

Fermi-Satellit AG Ackermann

Page 3: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Standort: Namibia Khomas Highland, nahe

Gamsberg

H.E.S.S., High Energy Stereoscopic System

Page 4: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Faszination Namib Wüste

Page 5: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

• Arbeiten im Paradies• Erforschung höllischer Phänomene im All

Page 6: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Zentrales Riesenteleskop (seit 2012)

Page 7: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

VERITAS: • Standort: südliches Arizona

• Astronomie im ‘Wilden Westen’

Page 8: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

MAGIC

Physik auf dem Vulkan

Page 9: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

At 100 GeV

~ 10 Photons/m2

(300 – 600 nm)~ 120 m

Focal Plane~ 10 km

ParticleShower

Image Shape Primary Particle

Intensity Shower Energy

Image Orientation Shower Direction

5 nsec

Detection of Cosmic Rays and Gamma Rays

Cherenkov Light

120 m

Page 10: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

several viewing angles for preciseevent-by-event source location!

Stereoscopic Observation Technique

source direction

source image is on image axis

Page 11: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

2014: >150 Sources

Extragalaktisch: Supermassive

Schwarze LöcherGalaktische Quellen

Page 12: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane

mostly extended sources …what are they ?

Page 13: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane Pulsar Wind Nebulae

Page 14: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane Supernova Shells

Page 15: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane

Microquasars / Binary Pulsars

Mirabel 2006

Page 16: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane

Direct (pulsed) signals from pulsars(news from 28m telescope)

Vela pulsar

Page 17: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane

The Galactic Centre

Sgr A*

Sgr A East

HESS J1745-290

Page 18: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic Plane Colliding Stellar Winds

Westerlund 2

WR 20a

WR 20b

J1023-575

Page 19: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

H.E.S.S. view of the Galactic PlaneDark Accelerators (without counterparts)

Page 20: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

AG Lohse ( H.E.S.S. / CTA )

• 1 Hochschulassistent• 2 promovierte Wissenschaftler• 5 Doktoranden

Forschungsschwerpunkte:• galaktische Quellen (Pulsarwind-Nebel, Supernova-

Überreste)• gepulste Strahlung von Neutronensternen• Suche nach dunkler Materie

Page 21: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Cherenkov Telescope Array (AG Lohse, Maier)• 50-80 Teleskope arbeiten in Koinzidenz• 10mal sensitiver als HESS/MAGIC/VERITAS• erweiterter Energiebereich: 10 GeV bis >200 TeV• gemeinsame Arbeitsgruppe HU/DESY

Page 22: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Cherenkov Telescope Array (AG Lohse, Maier)• Simulationsstudien: Trigger und Rekonstruktion• Entwicklung: Array Control & Operation• Physik-Vorbereitung• Bau eines 12m-Prototyp-Teleskops in Adlershof• Test: Antriebssystem, mechanische Verbiegung, Schwingungen,

Kalibration der Ausrichtung, optische Kalibration, Monitorierung von Betriebsparametern, Datennahme

Page 23: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Abgeschlossene Bachelorarbeiten• Messung der Galaktischen Rotation mit Radiodaten

• Auswertung von Radiodaten

• Annihilation Dunkler Materie im Halo der Milchstrasse

• A simulation study on the coincidence window for the CTA array level trigger

• Analysis and Correction of Image Distortions for the CCD cameras of the CTA MST Prototype

Page 24: H.E.S.S., MAGIC, VERITAS  CTA Cherenkov-Teleskope für Gammastrahlung aus dem Weltall (E   10...100 GeV) Quellen der kosmischen Strahlung Beschleunigungsmechanismen

Laufende Bachelorarbeiten• Messsystem zur Bestimmung der CTA-Spiegelqualität

• Auswertung von Bildverzerrungen in CCD-Kameras (CTA)

• Monte Carlo Studie zur Energierekonstruktion bei H.E.S.S.

• Messung der Verbiegung der Kamera-Aufhängung (CTA)

• Test von Methoden zur Spiegelausrichtung (CTA)