Archival search of very high energy transient sources with the magic telescopes
Les fonts transitoris són objectes o esdeveniments astronòmics que evolucionen en escales de temps curtes (des de mil·lisegons fins a dies). Aquesta tesi introdueix un algoritme innovador per a la cerca de fonts transitories en molt alta energia amb dades d'arxiu dels telescopis Major Atmospher...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/691868 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/691868 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Astrofísica Astrophysics Raigs gamma Gamma-rays Rayos gamma Telescopis cherenkov Cherenkov telescopes Telescopios cherenkov Ciències Experimentals 52 |
| Sumario: | Les fonts transitoris són objectes o esdeveniments astronòmics que evolucionen en escales de temps curtes (des de mil·lisegons fins a dies). Aquesta tesi introdueix un algoritme innovador per a la cerca de fonts transitories en molt alta energia amb dades d'arxiu dels telescopis Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov (MAGIC), que són un sistema de dos Telescopis Cherenkov Atmosfèrics d'Imatge (IACTs). Després de 20 anys en funcionament, els telescopis MAGIC han acumulat grans quantitats de dades observacionals, però l'observació dia a dia d'esdeveniments transitoris depèn d'alertes provinents d'altres experiments. Aquest nou mètode pretén aprofitar les dades d'arxiu per a la cerca d'esdeveniments transitoris. El mètode està dissenyat com una cerca directa no biaixada de qualsevol tipus de font transitoria, sent el seu principal paràmetre l'escala de temps de la font objectiu. Apliquem la cerca en quatre escales de temps diferents, 2 s, 10 s, 100 s i 1000 s, i enfocarem l'anàlisi dels resultats en el cas de l'evaporació d'Agujeros Negros Primordiales (PBH). Els PBHs són forats negres hipotètics la formació dels quals en l'Univers primerenc s'ha postulat com a deguda a fluctuacions de densitat, i tenen un ampli rang de possibles masses inicials. Els PBHs amb una massa inicial al voltant de 10^11 - 10^12 kg són un objectiu atractiu per als IACTs, ja que estarien evaporant-se en l'actualitat en una explosió sobtada de partícules de molt alta energia a causa de la radiació de Hawking. Una detecció d'emissió de raigs gamma de PBHs constituiria, a més de confirmar la seva existència, una prova de la radiació de Hawking i tindria un ampli impacte en els models cosmològics. Enfocat en la detecció de l'evaporació de PBHs, aquest treball presenta una anàlisi d'un any de dades observacionals d'arxiu de MAGIC. Diverses senyals van sorgir com a candidates durant l'anàlisi, però cap va tenir suficient significància estadística com per afirmar la detecció d'evaporació de PBHs o un altre esdeveniment transitori. No obstant això, les no deteccions van produir límits superiors amb un 99 % de nivell de confiança a la densitat de taxa d'evaporació dels PBHs a prop de la Terra en un espai de paràmetres prèviament no examinat. Aquests resultats es van utilitzar per discutir els diferents enfocaments per observar PBHs utilitzats per MAGIC i altres experiments de raigs gamma, i derivar límits superiors en la proporció de densitat de PBHs en l'Univers primerenc. El desenvolupament d'un model d'estimació de fons de raigs gamma com a part d'aquesta tesi millora la nostra capacitat per analitzar grans quantitats de dades en cerca d'esdeveniments transitoris. Encara que no es va trobar cap detecció significativa, els algoritmes i metodologies desenvolupats aquí poden ser d'ús en futures cerques enfocades a diferents esdeveniments transitoris, o simplement aplicar-se a un conjunt de dades més ampli. En conclusió, aquesta tesi contribueix a establir nous límits superiors en el camp dels PBHS, però també avança les eines analítiques disponibles per a futures cerques transitories en el camp de l'astrofísica de molt altes energies. |
|---|