Extreme particle acceleration in microquasar jets and pulsar wind nebulae with the MAGIC telescopes

A lo largo de toda nuestra historia, los seres humanos nos hemos esforzado por descifrar los misterios con los que el Universo nos desafía. En nuestros humildes comienzos, esta tarea era realizada con nuestros ojos desnudos, mirando las estrellas y los planetas y preguntándonos qué tan lejos estaban...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Fernández Barral, Alba
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2017
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/457715
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/457715
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Raigs gamma
Rayos gamma
Gamma rays
Astropartícules
Astropartículas
Astroparticles
Telescopis Cherenkov
Telescopios Cherenkov
Cherenkov telescopes
Ciències Experimentals
52
Descripción
Sumario:A lo largo de toda nuestra historia, los seres humanos nos hemos esforzado por descifrar los misterios con los que el Universo nos desafía. En nuestros humildes comienzos, esta tarea era realizada con nuestros ojos desnudos, mirando las estrellas y los planetas y preguntándonos qué tan lejos estaban y cómo se movían en el cielo nocturno. Durante muchos siglos, sólo el Universo visible fue accesible para nosotros, pero se obtuvieron logros extraordinarios a pesar de las limitadas herramientas: descubrimos, por ejemplo, que nuestro planeta no era el centro del Universo, gracias a las observaciones de Nicolaus Copernicus y su modelo heliocéntrico. Desde la época de Copernicus hasta ahora, el desarrollo de nuevas tecnologías y el avance de nuestra propia comprensión del Cosmos, nos ha permitido desentrañar mucho enigmas. Afortunadamente, esta curiosidad natural que nos lleva a mejorar nunca termina, y nos enfretamos a nuevas preguntas que desafían nuestra capacidad como científicos. En la presente tesis, me centro en una pequeña fracción de esta ciencia: la astronomía de rayos gamma. Dentro de este campo, estudio la aceleraci ón de partículas y los mecanismos de producción de rayos gamma en los jets relativistas de los denominados microcuásares y en shocks producidos en pleriones. En la Parte I de la tesis, presento una introducción al Universo no térmico, profundizando en los mecanismos de producción y absorción que gobiernan la emisión de rayos gamma. También introduzco los telescopios MAGIC, de los cuales se obtiene la mayor parte de los resultados de esta tesis. Otras técnicas de detección, como las empleadas en el Observatorio HAWC o por el satélite Fermi-LAT, son igualmente presentadas dado que sus resultados son empleados en la discusión de fuentes galácticas incluidas en esta tesis. Los logros científicos están incluidos en la Parte II y Parte II. En el primera, discuto los resultados de los tres mejores candidatos microcuásares para emitir rayos gamma a muy altas energías: Cygnus X-1, Cygnus X-3 y V404 Cygni. Investigo todos ellos haciendo uso de los datos de MAGIC durante campañas observacionales de larga duración o durante periodos de alta actividad. Por otra parte, con el fin de complementar los resultados a energías más bajas, analizo los datos de Fermi-LAT de Cygnus X-1, lo cual condujo a la detección del sistema en el régime de altas energ ías. Esto constituye la primer detección firme de rayos gamma a altas energías de un sistema binario compuesto por un agujero negro. La Parte III se centra en el estudio de pleriones. Analizo cinco fuentes pertenecientes a esta clase y contextualizo los resultados dentro del estudio de población de pleriones realizado por la Colaboración H.E.S.S.. Haciendo uso de estos resultados, se discute la importancia de la densidad de fotones en el medio circundante junto con las características de los p´ulsares alojado por estos pleriones para la emisión de rayos gamma. En esta tesis, también presento el primer trabajo conjunto entre el Observatorio HAWC y MAGIC, que abre las puertas a futuros proyectos en sinergia. La Parte IV incluye el trabajo técnico realizado durante mi tesis con el futuro CTA. Este trabajo está centrado en el hardware de la cámara de los telescopios de gran tamaño (LST, por sus siglas en inglés) del futuro instrumento CTA, que incluye el control de calidad de varios subsistemas, entre los que descatan los fotomultiplicadores, las fuentes de alimentación y el sistema de trigger. Finalmente, resumo todos los anteriormente mencionados resultados en un capítulo de conclusiones. Todo el trabajo desarrollado durante mi tesis dio lugar a siete publicaciones en revistas científicas: dos ya publicadas, dos aceptadas por la correspondiente revista y tres actualmente bajo revisión de la Colaboración de MAGIC y otras colaboraciones implicadas.

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