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Emitters of VHE gamma-radiation as revealed by the H.E.S.S. Galactic plane survey

Hoppe, Stefan

German Title: Quellen sehr hochenergetischer Gammastrahlung enthüllt in der Durchmusterung der Galaktischen Ebene mit dem H.E.S.S. Experiment

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The High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) – an array of four Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes located in the Khomas highlands of Namibia – explores the nonthermal universe by means of very-high-energy (VHE; >100GeV) gamma-ray emission. Its high sensitivity and large field-of-view make it the ideal instrument for a survey of the Milky Way in VHE gamma-rays. The H.E.S.S. Galactic Plane Scan resulted in the most complete view of our Galaxy achieved so far in this energy regime. The results of this extensive survey will be presented in this work. From the 45 VHE gamma-ray sources detected so far within the Galactic Plane, a short summary is given for the 19 sources detected within the framework of this thesis and three representative sources were analyzed in even more detail: HESS J1912+101 was detected in the vicinity of an energetic pulsar, suggesting a pulsar wind nebula origin of the gamma-ray emission. A clear signal of VHE gamma-ray emission was also detected from RCW 86, a well-known shell-type supernova remnant. And finally, HESS J1708-441 was discovered in the vicinity of the well known pulsar PSR B1706-44, but cannot be clearly associated with this strong counterpart. As the energy spectra of these sources yield most valuable information about the processes at work in the underlying astrophysical objects, extensive studies of the spectral extraction method were performed to ensure their correct determination.

Translation of abstract (German)

H.E.S.S. ist ein Experiment zur Erforschung des nicht-thermischen Universums duch die Detektion sehr hochenergetischer Gamma-Strahlung. H.E.S.S. besteht aus vier abbildenden Cherenkov Teleskopen im Khomas Hochland von Namibia. Die hohe Sensitivität und das grosses Gesichtsfeld befähigen H.E.S.S. zu einer grossflächigen Durchmusterung der Galaktischen Ebene. Dieses Durchmusterung resultierte in der bisher vollständigsten Kartographierung unserer Galaxie in dem Energiebereich zwischen 100GeV und 100TeV. Die Ergebnisse werden in dieser Abhandlung vorgestellt. Von der grossen Anzahl an Quellen – 45 an der Zahl – werden die 19 Quellen, welche im Rahmen dieser Arbeit entdeckt wurden, naeher beschrieben und drei representative Quellen gesondert analysiert: Zum einen HESS J1912+101, eine Quelle, die in der Nähe eines hochenergetischen Pulsares entdeckt wurde. Die positionelle Koinzidenz legt eine Assoziation mit einem Pulsar-Wind-Nebel (PWN) nahe. Ebenfalls näher untersucht wird die Emission hochenergetischer Gamma-Strahlung von dem bekannten Supernovaüberrest RCW 86. Als letztes vorgestellt wird HESS J1708-44, eine Quelle in der Umgebung des bekannten Pulsaren PSR B1706-44, die trotz des suggestiven Gegenstücks keine klare Zuordnung erlaubt. Da die Energiespektren der obengenannten Quellen wertvolle Informationen über die zugrundeliegenden Prozesse innerhalb der assoziierten Objekte liefern, werden zusätzlich die Methoden der Spektrumsbestimmung im Detail beschrieben und ausführlichen Tests unterzogen.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hofmann, Prof. Dr. Werner
Date of thesis defense: 3 December 2008
Date Deposited: 10 Dec 2008 10:32
Date: 2008
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Astrophysik, Heidelberg / Max-Planck-Institut für Kernphysik, Astronomie
Uncontrolled Keywords: Supernovaüberreste , Pulsarwindnebel , sehr hochenergetische Gammastrahlungsupernova remnants , pulsar wind nebula , very high-energy gamma-rays
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