Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizerten Cherenkov-Teleskop

1. 3d Schule für Astroteilchenphysik 2007 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. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop Überblick • Technik der Luft-Cherenkov-Teleskope (Imaging AirCherenkov Telescope) • Was ist eine AGN / ein Blazar? • Motivation von Blazar-Langzeitbeobachtungen • State of the art IACTs • HEGRA CT3 • DWARF • Zusammenfassung • Zukunftsvision: Globales IACT-Netzwerk

3. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop Luft-Cherenkov-Technik 1

4. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop Luft-Cherenkov-Technik 2 • Primärteilchen (Gev-TeV) • Relatvistischer Teilchenschauer (10km NN) • Cherenkov-Licht • Schauerellipse in Kamera

5. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop 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

6. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop Motivation von Blazar-Langzeitbeobachtungen • Besseres Verständnis der Zusammensetzung und Erzeugung der Jets • Entdeckung binärer schwarzer Löcher möglich

7. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop 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

8. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop 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

9. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop State of the art IACTs- mit deutscher Beteiligung - MAGIC H.E.S.S.

10. -quasar galactic center pulsar AGN pulsar windnebula GRBs shelltype SNR State of the art IACTsMAGIC und H.E.S.S. • Hohe Sensitivität bei Schwellenenergien um 100 GeV • viele Beobachtungsaufgaben: • Kaum Beobachtungszeit für Langzeitbeobachtungen von hellen Blazaren (AGNs) Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

11. -quasar galactic center pulsar AGN pulsar windnebula GRBs shelltype SNR State of the art IACTsMAGIC und H.E.S.S. • Hohe Sensitivität bei Schwellenenergien um 100 GeV • viele Beobachtungsaufgaben: • Kaum Beobachtungszeit für Langzeitbeobachtungen von hellen Blazaren (AGNs) • Dedicated multiWavelength Agn Research Facility (DWARF) Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

12. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop MAGIC GeländeLa Palma (Spanien) MAGIC II MAGIC I

13. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop MAGIC GeländeLa Palma (Spanien) MAGIC II MAGIC I HEGRA CT3

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

15. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop HEGRA CT3  DWARF 30 Spiegel à 0,28 m² = 8,5 m² 43 Spiegel à 0,30 m² ~ 13 m²

16. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop 313 Pixel à 0,26°  5° FOV HEGRA CT3  DWARF 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

17. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop 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

18. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop DWARF HEGRA Whipple MAGIC DWARF Performance

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 Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop

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

21. Langzeitbeobachtung von Blazaren mit einem dedizierten Cherenkov-Teleskop Zukunftsvision:Netzwerk global verteilter IACTs VERITAS MAGIC DWARF Dedicated WorldwideAgn Research Facility (DWARF) H.E.S.S. CANGAROO