View
112
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
Premiers résultats des observations Premiers résultats des observations de Mrk 421 avec HESS .de Mrk 421 avec HESS .
Anne Lemière - PCC/APC Collège de FranceAnne Lemière - PCC/APC Collège de France
Pour la collaboration HESS.
SF2A/PCHE Paris, le 18 juin 2004
H.E.S.S.
•Monture : alt-azimutale .
• Miroir : segmenté en 380 miroirs de 60 cm de diamètre. Surface totale de 107 m2. Focale de 15m.
•Montage Davies-Cotton :compromis entre isochronisme et qualité spatiale de l’image.
•Caméra : 960 PM équipés de cônes Winston .
système stéréoscopique : 4 télescopes sur un carré de 120m de coté. Caméra possédant une électronique rapide et une fine pixelisation . Champ de vue : 5°
Hémisphère sud : Namibie
Gamsberg
Imagerie et analyse standardImagerie et analyse standard
Source S
c
L l
H
D
Paramètres
de Hillas
Ajustement d ’une distribution de charge gaussienne bidimentionnelle.
Critères morphologiques : recherche des coupures donnant la discrimination optimale gamma/hadron .
Imageur Tcherenkov
AGN
Emission radio
Faible (95%) Forte (5%) Vers une diminution de l’angle de vue par rapport au jet Raies
Etroites
Raies
Larges
Raies très faibles
Seyfert 2
Seyfert 1
QSO
FRI, FRII
BLRG, SSRQ, FSRQ
BLAZAR
BL Lacs FSRQ
nuage de matière ionisée à raies d ’émission
Jet / Galaxies hôtes elliptiques
Pas de jet /galaxies hôtes spirales
Les Blazars: des objets Les Blazars: des objets extrêmes
- Spectre continu, non thermique.
- Forte variabilité sur tout le spectre .
Spectre en énergie caractéristique à 2 bosses dans le plan (, F()) .
- Bosse basse énergie : émission synchrotron .
- Bosse haute énergie :
modèles leptoniques : SSC,EC
modèles hadroniques.
Observation des BL Lac au TeV
On observe les électrons les plus énergétiques du jet :
- Mécanismes d’accélération les plus extrêmes:
Variabilité : Contraintes sur la taille de l ’objet.
Transparence aux gammas : Contraintes sur le champ B et .
- Corrélations fortes des émissions en X et en :
Rayonnements produits par la même population d’électrons.
N Blazars
années
z 0.034 0.05 0.13
BL lac en radio
Emetteur au TeV
STATISTIQUE D’OBSERVATION
2 7 29
2 4 6
92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02
6
4
2
1Mrk421
Mrk501
1ES1426PKS2344
1ES1959PKS2155 Peu d ’objets
visibles au TeV.
Croissance exponentielle du nombre de sources détectées.
Difficultés d’observation des Blazars au TeV
- Fond de bruit cosmique chargé :
L’efficacité aux gammas dépend de la réjection des hadrons .
Gain en sensibilité en flux~10.
Amélioration grâce a la stéréoscopie + techniques d ’analyse.
- Petit angle de vue des détecteurs au sol : qq degrés
Faible potentiel de découverte de nouvelles sources.
- Atténuation de gammas par le fond infrarouge intergalactique .
Création de paires.
Dépendance en énergie , déformation des spectres.
Densité du fond IR difficile à modéliser .
Mrk 421
Détection en 1992 par EGRET(50MeV - qq GeV)
Whipple l ’observe au TeV avec une significativité stat de 6.3.
Nombreuses campagnes d ’observations multi .
Très grande variabilité temporelle (facteur 2 en une nuit ).
Première source extragalactique découverte au TeV.
Redshift z=0.030
Source de l’hémisphère nord : coord : [38 d 12 ’31.8 ’ ’]
Historique des observations
96-97 Niveau d’activité très faible.
1998 Pics d’activités ~ Crab
Flux moyen mesuré par CAT : Crab/2 .
Campagnes multi . Beppo-Sax ,ASCA,HEGRA,CAT,Whipple
Fortes corrélation sur les niveaux d ’émission clairement établi.
1999 Niveau d’activité très faible.
2000/2001 Regain d’activité important .
Sursauts en Janvier-février 2000 et Mars 2001. (STACEE et CAT)
Observer Mrk 421 avec HESS
Angle Zénithal d’observation : Zen=64 °
Etude en bout de spectre.
Possibilité de contraindre les
modèles aux très hautes énergies.
Continuité ou cassure ?
Mais grande épaisseur d ’atmosphère . Difficulté dans la maîtrise du détecteur.
Z=63°Z=63°
z=20°z=20°
Grand angle - Grande surface efficace de collection .
2 plot : données d’avril Mrk 421
temps de prise de données corrigé :11.5 h
8167 gammas.
11.8 gammas/mn.
Soustraction ON-OFF:
significativité :65.7
Ring Background :
significativité : 95.7
Mode wooble ON/OFF
Configuration :hardware stereo 4 télescopes .
Sky Plot : données d’avril Mrk 421
Mode Wooble ON/OFF
Configuration :hardware stéreo 4 télescopes .
Distribution projetée des origines angulaires reconstruites par intervalle de 0.05° en ascension droite et déclinaison .
Projection après soustraction du bruit de fond.
Courbes de lumière Mrk421
Nombre de gamma/mn par run pour les données d ’avril 2004.
Nombre de gamma/mn par nuit pour les données d ’avril 2004.
Significativité cumuléeSignificativité cumulée
Si la source était stable:Si la source était stable:
évolution en t évolution en t 1/2 .1/2 .
Signe de variabilité Signe de variabilité temporelle.temporelle.
ConclusionsConclusions
Observation au TeV, à très faible déclinaison de Mrk421:
- Contrainte en bout de spectre en énergie. Implication dans les modèles.
- Continuer l ’étude de la physique de l’objet :
Corrélations, relation entre durcissement du spectre et regain d ’intensité dans l’émission.
Premiers résultats encourageants avec HESS :
- Beau signal avec une significativité stat de 95 en 11h d’observation.
- Suivi de la variabilité de la source.
Etude spectrale à venir très prochainement !
Nombre de gamma/mn en fonction de l ’angle zenithal d ’observation par run et par jour.
Un trou noir supermassif de quelques centaines de million de masses solaires.
Un disque d ’accrétion (10-4 pc < R< 100pc).
Maximum d ’émission passe de l ’optique a l ’UV au X.
Un tore de poussière opaque vers 100pc, sépare le disque de la galaxie hôte.
Zone formation des étoiles et galaxie hôte. (~ 10 k pc)
Des Nuages de matière ionisée -> raies d ’émission dont la largeur est fct de sa distance au trou noir.(BLR ou NLR)
Jets de matière perpendiculaire au disque, pouvant des prolonger jusqu ’a plusieurs kpc . Forte émission radio.
OBJETS EXTRAGALACTIQUES : AGN MODELE STANDARD D ’UNIFICATION
- Bref rappel du détecteur HESS et technique d ’analyse associée.
- Caractérisation des Blazars / BL Lac.
- Mrk421, un BL lac particulièrement interessant a observer avec HESS.
- Premiers résultats des observations d ’avril 2004 avec HESS.
Blazars
BL LacFSRQ
.
Bosse synchrotron
max en Radio
Bosse synchrotron
max en X
Recommended