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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2652| Multifrequency study of Very High Energy emitting Active Galactic Nuclei observed with HAWC | |
| Fernando Josué Ureña Mena | |
| Alberto Carramiñana Alonso Daniel Rosa Gonzalez Anna Lia Longinotti | |
| Acceso Abierto | |
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| Active Galactic Nuclei High energy astrophysics Gamma-ray astronomy Multifrequency astronomy Radiative processes BL Lac objects M87 | |
| An important fraction of the gamma-ray sources are classified as Active Galactic Nuclei (AGN), which are among the most energetic persistent phenomena in the Universe. Most gamma-ray emitting AGN are categorized as blazars (BL Lac objects or FSRQ) or radio galaxies. They present, as in the rest of the electromagnetic spectrum, a high gamma-ray variability. In the case of the very high energy bands (VHE, ≳ 0.1 TeV), AGN observations are usually biased to high-activity (flaring) periods due to the low duty cycle of the imaging atmospheric Cherenkov telescopes (IACT). Therefore, the average VHE emission of gamma-ray emitting AGN is often poorly characterized. An important challenge associated with the VHE observations of AGN is the attenuation by photon-photon interactions with the Extragalactic Background Light (EBL). The EBL comprises all the emissions produced by galaxies along the history of the Universe, and its photons interact with gamma-ray photons by γγ → e +e−. This effect increases with energy and redshift, which is why VHE gamma-ray emission cannot be detected for sources at z ≳ 0.3. In the case of an object at z = 0.1, the maximum detectable photon energy (EBL cut) would be ≈ 1 TeV. Due to its long duty cycle (> 95%) the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) gamma-ray observatory can help to characterized average VHE emission of AGN. This facility is located in Mexico, at 4100 m above sea level. It comprises an array of 300 water Cherenkov detectors (WCD), which consist of a water tank (7.3 meters in diameter and 5 meters high) filled with purified water with four photomultiplier tubes (PMT) inside. This instrument can detect gamma rays in a range of ∼ 0.1 − 100 TeV. In this work, three different analyses were carried out to study the VHE emission of AGN observed by HAWC. A set of 1523 days of HAWC data from a survey of active galaxies [1] was used to study the average VHE emission of M87. According to previous works, the gamma-ray spectrum of this source could have two different physical origins. Multiwavelength Spectral Energy Distributions (SED) were constructed to study this source using archival data from radio to gamma rays and HAWC data. Then, physical models were fit to the SED. Una fracción importante de las fuentes de rayos gamma se clasifican como núcleos galácticos activos (AGN, por sus siglas en inglés), las cuales se encuentran entre los fenómenos persistentes más energéticos en el Universo. La mayoría de los AGN emisores emisores en altas energías se categorizan como blazares (objectos tipo BL Lac o FSRQ) o radiogalaxias. Estos presentan, como en el resto del espectro electromagnético, una alta variabilidad en rayos gamma. En el caso de las bandas a muy altas energías (≳ 0.1 TeV), las observaciones de los AGN suelen estar sesgadas a periodos de alta actividad (flares) debido al corto ciclo de operación de los telescopios Cherenkov atmosféricos (IACT, por sus siglas en ingles). Por lo tanto, la emisión promedio a muy altas energías de los AGN emisores en rayos gamma no suele estar bien caracterizada. Un desafío importante asociado con las observaciones a muy altas energías de los AGN es la atenuación por interacciones fotón-fotón con la luz de fondo extragaláctica (EBL, por sus siglas en ingles). La EBL comprende todas las emisiones producidas por las galaxias a lo largo de la historia del Universo, y sus fotones interactúan con los fotones de rayos gamma mediante γγ → e+e−. Este efecto aumenta con la energía y el corrimiento al rojo, por lo que no se puede detectar la emisión de rayos gamma a muy alta energía para fuentes a z ≳ 0.3. En el caso de un objeto a z = 0, 1, la máxima energía detectable de los fotones (corte de EBL) sería de ≈ 1 TeV. Debido a su largo ciclo de operación (> 95%) el observatorio de rayos gamma High Altitude Water Cherenkov (HAWC) puede ayudar a caracterizar la emisión promedio a muy altas energías de núcleos galácticos activos. Esta instalación está ubicada en México, a 4100 m sobre el nivel del mar. Comprende un arreglo de 300 detectores Cherenkov de agua (WCD, por sus siglas en ingles), que consisten en un tanque de agua (de 7.3 metros de diámetro por 5 metros de alto) lleno de agua purificada con cuatro tubos fotomultiplicadores (PMT) en su interior. Este instrumento puede detectar rayos gamma en un rango de ∼ 0.1 − 100 TeV. En este trabajo, se llevaron a cabo tres análisis diferentes para estudiar la emisión a muy altas energías de los AGN observados por HAWC. Se utilizó un conjunto de 1523 días de datos de HAWC de un survey de galaxias activas [1] para estudiar la emisión promedio a muy altas energías de M87. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2024-12 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Ureña Mena, F, J., (2024), Multifrequency study of Very High Energy emitting Active Galactic Nuclei observed with HAWC, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES ASTRONÓMICAS | |
| Versión aceptada | |
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| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Astrofísica |
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