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H.E.S.S. Observations of Sgr A*

Poon, Helen

German Title: H.E.S.S. Beobachtungen von Sgr A*

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Abstract

The Galactic Centre has been studied with the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) for over 10 years, showing a bright, complex gamma-ray morphology. Other than a strong point-like very-high-energy gamma-ray source coincident with the supermassive black hole Sgr A*, previous analyses also revealed a diffuse ridge of gamma-ray emission, indicative of a powerful cosmic-ray accelerator in this region. It has been widely studied in the multiwavelength, exhibiting flares from radio to X-ray, but in the VHE regime it has always been stable. A gas cloud called G2 was found travelling straight to the Galactic Centre in 2011. Accretion rate was expected to increase which might possibly lead to flares in different wavebands. The addition of a fifth telescope with 600 m2 mirror area to the centre of the H.E.S.S. array has increased the energy range accessible, allowing observations to take place down to 100 GeV and potentially below. The sensitivity is also increased which means it has better ability to detect VHE flares from the Galactic Centre. In this work, long-term study of Sgr A* with H.E.S.S. I and data involving H.E.S.S. II around pericentre passage time of G2 is presented. Varibility tests are also applied to check for transient events. The overall spectrum and spectra for individual years have been stable over the years. The results of variability tests also revealed stability in the flux.

Translation of abstract (German)

Das Galaktische Zentrum wird seit über zehn Jahren mit dem High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) untersucht und zeigt eine helle, komplexe Morphologie im Bereich der hochenergetischen Gammastrahlung. Neben einer starken Punktquelle an der Position des supermassiven Schwarzen Loches Sgr A* haben frühere Analysen eine diffuse Kante von Gammastrahlenemission entdeckt, was auf einen kraftvollen Beschleuniger kosmischer Strahlung in dieser Region hindeutet. Dies wurde ausführlich in verschiedenen Wellenlängen untersucht, wo dann auch Flares im Radio- und im Röntgenbereich beobachtet werden konnten, der Gammabereich aber stabil blieb. Eine Gaswolke namens G2 wurde 2011 dabei beobachtet, wie sie sich gradlinig auf das Galaktische Zentrum zubewegte. Es wurde angenommen, dass die Akkretionsrate steigen und dies zu Flares in verschiedenen Wellenbändern führen würde. Das Hinzufügen eines fünften Teleskops mit 600 m2 Spiegelfläche in das Zentrum der vier H.E.S.S.-Teleskope hat den zugänglichen Energiebereich erweitert, sodass Beobachtungen nun bis zu 100 GeV und niedriger durchgeführt werden können. Die Sensitivität wurde auch verbessert, wodurch nun hochenergetische Flares von dem Galaktischen Zentrum besser detektiert werden können. In dieser Arbeit wird eine Langzeitstudie von Sgr A* mit H.E.S.S.-I-Daten und Daten von H.E.S.S. II von der Zeit des Durchgangs des Perizentrums von G2 präsentiert. Variabilitätstests wurden auch durchgeführt, um nach transienten Ereignissen zu suchen. Das gesamte Spektrum und die Spektren einzelner Jahre sind über die Jahre stabil geblieben und die Ergebnisse der Variabilitätstest zeigen auch einen stabilen Fluss.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hofmann, Prof. Dr. Werner
Date of thesis defense: 3 February 2016
Date Deposited: 17 Feb 2016 10:12
Date: 2016
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
530 Physics
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