La historia de la astronomía de los rayos gammas en los últimos veinte
años está marcada por el éxito que los telescopios Cherenkov han tenido
en la exploración de la banda de muy altas energías. La ultima
generación de telescopios Cherenkov, que incluye los telescopios HESS,
VERITAS y MAGIC, ha logrado, en sólo siete años, aumentar el número
total de fuentes conocidas de muy altas energías, desde unas pocas hasta
más de un centenar. Esta populación de fuentes incluye objetos
galácticos y extragalácticos. Los telescopios Cherenkov se han
demostrado muy eficientes en el descubrimiento de nuevas emisoras de
rayos gammas y también en el estudio detallado de la propiedades
físicas de las fuentes bien conocidas, como por ejemplo, la Nebulosa
del Cangrejo, el prototipo de los pleriones o Nebulosas de Viento de Púlsar
("pulsar wind nebulae"). Gracias a su brillo a todas las longitudes
de onda, el Cangrejo es una fuente astrofísica de referencia.
Su espectro ha sido medido en veinte ordenes de magnitud en energía,
desde las frecuencias radio hasta las muy altas energías, pero nuevas
medidas resultan aún esenciales para entender las
contradicciones que surgen cuando se combinan los resultados de
diferentes longitudes de onda. Finalizado del commissioning del
segundo telescopio en el Otoño del 2009, y tras el comienzo de la toma de
datos en modalidad estereoscopica, MAGIC ha mejorado significantivamente
su rendimiento y alcanza el umbral en energía más bajo de todos los
telescopios Cherenkov. Por lo tanto MAGIC es un instrumento ideal
para medir el espectro de la Nebulosa del Cangrejo con una
precisión sin precedentes a partir de 50 GeV. Este logro tiene una
importancia extraordinaria para el astrofísica de muy altas energías
y tiene el potencial de solucionar unos de los misterios aun no
resueltos de esta
fuente. Este es uno de los asuntos centrales de este trabajo de
tesis.
Por otro lado, MAGIC ha tenido también un impacto fundamental en el
descubrimiento de nuevos objetos astrofísicos, y, con la mejora en
sensibilidad del nuevo sistema de dos telescopios , este impacto
será aún mas significativo. Entre las fuentes galacticas, los
microcuásares constituyen unos de los mejores candidatos a
emisores de rayos gammas. Su caracterización a muy alta energía aportaría
información muy útil para entender la formación de chorros de partículas en
objetos astronomicos. Aunque muchos modelos teóricos predicen esta
emisión, aún no ha sido detectada. De hecho hay evidencias de que los
tres sistemas binarios que se han detectado hasta la fecha por encima de
300 GeV son binarias de púlsares más que microcuásares. Sin embargo,
el hecho que el microcuásar Cygnus X-3 haya sido detectado por encima
de 100 MeV por los satélites AGILE y Fermi/LAT confirma que esta
clase de objetos sigue siendo un objetivo interesente por la astrofísica
de muy alta energía. En los últimos años, MAGIC ha dedicado un esfuerzo muy
importante búsqueda de señales desde los microcuásares. Esta tesis presenta los
resultados de las observaciones de dos de ellos: Cygnus X-3 y Scorpius
X-1. Se han logrado extraer los limites superiores al flujo integral
de estas dos fuentes
más restrictivos hasta la fecha por encima de unos centenares
de GeV. Para Cygnus X-3 en particular, se presentan además las primeras
observaciones a estas energías totalmente simultáneas con la emisión detectada
por los satélites. / of the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes (IACTs) in the exploration of the Very-
High-Energy (VHE) band. The last generation of IACTs have been capable to increase the
total number of known VHE emitting sources from a few to almost one hundred in just seven
years of operation. This population comprises galactic and extragalactic objects. IACTs have
proved to be very effective in both the discovery of new emitters, as well as in the fine analysis
of the physics properties of well established sources. Among them, the Crab Pulsar Wind
Nebula is probably the best studied astrophysical object and the archetypal PWN. Due to its
brightness at almost all wavelenghts, it is considered as an astrophysical candle. Despite the
Crab Nebula broad-band spectrum has been thoroughly studied across twenty orders of magnitudes,
from radio frequencies to VHE, further effort is needed to resolve the contradictions
in the combination of all the multiwavelenght results. With the commissioning of the second
MAGIC telescope in 2009 and the beginning of the operations in stereoscopic mode, the
performance of the instrument improved dramatically, allowing MAGIC to reach the lowest
ever energy threshold among all the existing IACTs, and describe the Crab Nebula spectrum
with unprecedented precision down to 50 GeV. This achievement is of crucial importance for
the VHE !-ray astrophysics in the pre-CTA era, since it can cast new light on some of the
unsolved mysteries of one of its most established sources.
On the other hand, MAGIC made a strong impact in the discovery of new VHE sources
and, with the improved sensitivity of the stereoscopic mode, this will be even more so in
the future. Among the galactic objects, Microquasars (MQs) constitute some of the best
candidates for VHE emission, but despite several well accepted models predict such signal,
it has not been detected. There are, in fact, evidences that the three binary systems which
have been unambiguously detected at energies above few hundreds of GeV are binary pulsars
rather than accreting microquasars. Nevertheless, the recent detection of the microquasar
Cygnus X-3 above 100 MeV by both Agile and Fermi satellites, and the claim of short oneday
flares from Cygnus X-1 reported by Agile confirmed that microquasars remain interesting
targets for VHE telescopes. MAGIC made a strong effort in searching for VHE signals from
microquasars, but found only a non-significant evidence of signal from Cygnus X-1 in 80
minutes of observation on September 24, 2006. MAGIC tried to detect similar flares in the
following four years but the subsequent hundred more hours of observations were unsuccessful.
Besides Cygnus X-1, MAGIC pointed at two other microquasar candidates, whose results are
presented in this thesis: Cygnus X-3 and Scorpius X-1. The most constraining UL to the
integral flux of these sources at the energy above few hundred GeV are provided. Further
investigations are being planned to discover these sources at VHE in the next years.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/51492 |
| Date | 16 September 2011 |
| Creators | Zanin, Roberta |
| Contributors | Cortina Blanco, Juan, Fernández Sánchez, Enrique, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 252 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
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