Das IceCube Neutrinoteleskop hat im Jahr 2013 erstmals einen isotropen, quasi-diffusen astrophysikalischen Neutrinoflusses detektiert. Dieser Fluss kann jedoch bisher keiner astrophysikalischen Quellklasse zugeordnet werden. Um nach kurzlebigen Neutrinoquellen zu suchen, wurde 2008 das optische und Röntgen-Nachfolgebeobachtungsprogramm des IceCube Detektors eingerichtet. Es sucht nach zwei oder mehr Neutrinoereignissen, die von einer Punkquelle stammen könnten und innerhalb von 100s detektiert werden. Ein solches Signal wird unter anderem von langen oder kurzen Gammastrahlungsblitzen (GRBs) erwartet oder von verwandten Objekten wie leuchtschwachen GRBs oder Supernovae mit relativistischen Jets. Die Alarmraten des Nachfolgebeobachtungsprogramms sind jedoch niedrig und bieten bisher keine Hinweise für die Existenz von kurzlebigen Neutrinoquellen. Das Nachfolgebeobachungsprogramm hat bisher nur ein einziges Neutrinotriplet detektiert, das der Auslöser für eine umfassende Beobachtungskampagne war. In den optischen, Röntgen- und Gammastrahlungsbeobachtungen wurde keine wahrscheinliche Neutrinoquelle identifiziert und eine Supernova oder ein heller GRB können ausgeschlossen werden. Das Neutrinotriplet kann entweder eine zufällige Koinzidenz von Untergrundereignissen sein (alle 13.7 Jahre erwartet) oder es kann von einer leuchtschwachen oder besonders schnell verblassenden Quelle stammen. Die niedrige Rate von Neutrinomultipletts stellt außerdem eine obere Schranke auf die Helligkeit von kurzlebigen Neutrinoquellen dar. Seltene Quellen mit lokalen Raten von < 3e-8 – 10e-5 Mpc^-3 Jahr^-1 können nicht den gesammten Fluss erzeugen, ohne die detektierte Anzahl Multipletts zu überschreiten. Der Fluss von GRBs ist dadurch auf 5-30% des astrophysikalischen Flusses beschränkt. Falls 1% aller Kernkollaps-Supernovae einen Jet besitzen, der auf die Erde zeigt, so können sie 40-100% des Flusses erzeugen und ihre durchschnittliche Neutrinohelligkeit ist <3e51erg. / The IceCube neutrino observatory first detected and isotropic, quasi-diffuse astrophysical neutrino flux in 2013. However, this flux can so far not be associated with an astrophysical source class. To search for short-lived neutrino sources, the optical and X-ray follow-up program was established in 2008. It searches for two or more neutrino events that might origin from a point source and are detected within 100s. Such a signal is expected from long or short gamma-ray bursts (GRBs) or from related objects like low-luminosity GRBs or supernovae with choked jets. The alert rates of the follow-up program are however low, such that they do not provide evidence for the existence of short-lived neutrino sources. So far the follow-up program has only detected a one neutrino triplet, which triggered an extensive follow-up campaign. No likely neutrino source was detected in the collected optical, X-ray and gamma-ray observations and the presence of a supernova or a bright GRB can be excluded. The neutrino triplet can either be a chance coincidence of background events (expected every 13.7 years) or is can originate from a faint or quickly fading astrophysical source. The low rate of neutrino multiplets moreover provides an upper limit on the luminosity of short-lived neutrino sources. Rare sources with local rates of < 3e-8 – 10e-5 Mpc^-3 yr^-1 cannot produce the complete fluc without producing too many neutrino multiplets. This limits the contribution of GRBs to 5-30% of the astrophysical flux. If 1% of all core-collapse supernovae have a jet that is pointed at Earth, they can emit up to 40-100% of the flux and their average neutrino luminosity is <3e51erg.

Die Herkunft galaktischer sehr hochenergetischer und ultrahochenergetischer kosmischer Strahlung bleibt rätselhaft, aber Studien weisen auf zahlreiche galaktische Quellen namens PeVatrons hin, die Teilchen auf Petaelektronenvolt-Energien beschleunigen können, darunter Pulsarwindnebel, Supernovareste und Mikroquasare. Die Untersuchung der Gammastrahlung bei Giga- und Teraelektronenvolt-Energien bietet entscheidende Einblicke in ihre Eigenschaften und erweitert unser Verständnis hochenergetischer astrophysikalischer Phänomene. Diese Arbeit analysiert Daten des VERITAS-Gammastrahlenobservatoriums, bestehend aus vier 12-Meter-Tscherenkow-Teleskopen in Arizona, um ein umfassendes Verständnis von zwei galaktischen Quellen zu liefern: MGRO J1908+06, ein potenzieller PeVatron-Kandidat, und SS 433, ein Mikroquasar. MGRO J1908+06 wurde bereits in verschiedenen Wellenlängen untersucht, wobei mehrere potenzielle Ursprünge der Strahlung identifiziert wurden. Diese Arbeit führt eine umfassende Neuuntersuchung seiner ausgedehnten Gammastrahlenemissionen durch, um präzisere Abschätzungen des Gammastrahlenflusses zu liefern und frühere Ergebnisse zu aktualisieren. Die Untersuchung deutet auf einen möglichen Ursprung der Gammastrahlung sowohl aus einem Relikt eines Pulsar-Windnebels als auch aus einem neuen Pulsar-Windnebel im Feld von MGRO J1908+06 hin. Erstmals wird in den VERITAS-Daten eine signifikante Gammastrahlenemission von SS 433 festgestellt. Es werden die Gammastrahlen der Jets bei größeren Abständen und ihre Morphologie untersucht, und TeV-Spektren werden generiert. Modelle zeigen einen leptonischen Ursprung dieser Emissionen, ohne dass eine signifikante Gammastrahlenemission in der Nähe des Schwarzen Lochs oder Anzeichen für Variabilität beobachtet werden. Ausblickend präsentiert die Arbeit Untersuchungen zur Optimierung der Eigenschaften des Cherenkov-Teleskop-Array Observatoriums, mit Fokus auf die Platzierung von Illuminatoren und Abschattungseffekte zwischen Teleskopen. / The origins of galactic very-high energy and ultra-high energy cosmic rays remain elusive. Recent studies propose the existence of PeVatrons, galactic sources capable of accelerating particles to Petaelectronvolt energies, such as pulsar wind nebulae, supernova remnants, and micro-quasars. Exploring gamma-ray emission at Giga- and Teraelectronvolt energies offers crucial insights into their properties, enriching our understanding of high-energy astrophysical phenomena. This thesis focuses on analysing data from the VERITAS gamma-ray observatory, comprising four 12-meter imaging atmospheric Cherenkov telescopes in Arizona. Employing 3D maximum-likelihood analysis methods, the study aims to provide a comprehensive understanding of two extended galactic sources: MGRO J1908+06, a potential PeVatron candidate, and SS 433, a microquasar. MGRO J1908+06, though unidentified, has been scrutinized across various wavelengths, with several potential counterparts identified previously. This thesis undertakes a re-analysis of its extended gamma-ray emission, leveraging updated analysis methods and recent VERITAS observations. The improved analysis method provides a more accurate estimate of the gamma-ray flux, revising prior VERITAS flux estimates and suggesting a scenario involving both relic and new pulsar wind nebulae. Regarding SS 433, significant gamma-ray emission is detected in VERITAS data for the first time. The morphological properties of the gamma-ray emission regions seen at larger distances along the jets are examined, and their TeV spectra are constructed. Modelling supports a leptonic origin of these emissions, with no significant gamma-ray emission observed near the black hole or any indication of variability. Looking ahead, the thesis presents investigations aimed at optimizing the characteristics of the Cherenkov Telescope Array Observatory, focusing on illuminator placement and mutual shadowing effects to enhance telescope positioning within the array.

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