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Sub-Bogenminuten-genaue Positionen von TeV-Quellen mit H.E.S.S.

Gillessen, Stefan

English Title: Locating TeV sources with H.E.S.S. with sub-arcminute precision

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PDF, German
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Abstract

Gamma-Strahlen-Experimente, die die abbildende Cherenkov-Technik verwenden, haben eine relativ moderate Winkelaufloesung von typischerweise 0.05 Grad bis 0.1 Grad pro Ereignis. Der Schwerpunkt einer Punktquelle kann allerdings wesentlich genauer bestimmt werden. Bei starken Quellen kann der statistische Fehler nur wenige Bogensekunden betragen. Fuer H.E.S.S. sollte deshalb die systematische Ungenauigkeit der Teleskopausrichtung in der gleichen Groessenordnung liegen. Es ist dabei nicht notwendig, die Ausrichtung der Teleskope aktiv mit der gleichen Genauigkeit zu steuern, da man eine eventuelle Fehlausrichtung bei der Analyse beruecksichtigen kann. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass man die gewuenschte Bogensekunden-Genauigkeit mittels einer zweistufigen Korrektur erreichen kann: Ein mechanisches Modell wird verwendet, um die Abweichungen der Ausrichtung vorherzusagen, und eine Feinkorrektur kann ermittelt werden, indem man Sternpositionen in einem Leitfernrohr mit CCD-Kamera bestimmt. Bevor die Korrekturen verwendet werden, werden angemessene systematische Fehler bestimmt. Fuer die Daten des Jahres 2003 liegt der Wert bei 10'' bis 20''. Schlie"slich werden die Positionen von drei Quellen untersucht: A.) Der AGN PKS~2155-304 dient als ultimative Kontrolle, da er eine Punktquelle mit genau bekannter Position ist. B.) Die Position des Crab-Nebels wird mit den Erwartungen aus Roentgenmessungen verglichen. C.) Es wird gezeigt, dass das TeV-Signal aus Richtung des galaktischen Zentrums mit hoeherer Wahrscheinlichkeit von Sgr A* als von Sgr A East kommt.

Translation of abstract (English)

Gamma-ray experiments using the imaging atmospheric Cherenkov technique have a relatively modest angular resolution of typically 0.05 degrees to 0.1 degrees per event. The centroid of a point-source emitter, however, can be determined with much higher precision, down to a few arcseconds for strong sources. For H.E.S.S. it is therefore desirable to lower the systematic pointing error to the same level. It is not necessary to actively control the telescope pointing to the same accuracy, as one can correct the pointing offline. In this thesis it is demonstrated that one can achieve the desired arcsecond-level pointing precision by a two step procedure: a mechanical pointing model is used to predict pointing deviations, and a fine correction is derived using stars observed in a guide telescope equipped with a CCD camera. Before applying the pointing corrections adequate systematic errors are determined. For the data of 2003 the achieved accuracy is in the range of 10'' to 20''. Finally positions of three sources are investigated: A.) The AGN PKS~2155-304 serves as an ultimate pointing check as it is a point source with a precisely known position. B.) The Crab nebula position is compared to the expectations from X-ray data. C.) The TeV signal from the galactic centre region is shown to originate more likely from Sgr A* than from Sgr A East.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hofman, Prof. Werner
Date of thesis defense: 7. July 2004
Date Deposited: 08. Jul 2004 10:48
Date: 2004
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Astronomie, Teraelektronenvoltbereich
Uncontrolled Keywords: Pointing , QuellpositionenPointing , astronomy , TeV
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