Gamma-ray astronomy

Abstract:

Der universitäre Beitrag zum Aufbau der Large Size Telescopes (LSTs) als Bestandteil des Cherenkov Telescope Arrays wird im Verbund mit den beteiligten Max-Planck Instituten und DESY-Zeuthen im Rahmen der internationalen Kooperation geleistet. Die Förderung im Rahmen von ErUM zum Thema Universum ermöglicht den universitären Partnern somit den Zugang zu Großgeräten der Astroteilchenphysik. In dem hier geförderten Teilprojekt an der Universität Hamburg wird der Aufbau und Optimierung von Komponenten und Methoden für die ersten vier LSTs am Standort La Palma gefördert. Mit den bereitgestellten Förderungsmitteln konnten nach der Unterbrechung der Förderung zwischen 2017 und 2020 die Arbeiten zur Kalibration der Instrumente wieder aufgenommen und intensiviert werden. Neben der Projektleitung hat Dr. Martin Tluczykont und Ali Baktash (Promotion) mit Unterstützung von studentischen Hilfskräften den wissenschaftlichen Teil der Arbeiten ausgeführt. Weiterhin haben Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der mechanischen Werkstatt die Anfertigung von Aktuatoren für die Spiegelhalterung übernommen. Der Schwerpunkt der Arbeiten lagen in der Entwicklung von einer Methode, um anhand von zwei CCD-Kameras die Ausrichtung der optischen Achsen des Cherenkovteleskops und die relative Position der Cherenkovkamera in Himmelskoordinaten zu kontrollieren. Ein weiterer wissenschaftlicher Beitrag ist das EASpy-Paket, mit dem sich Luftschauer auch bei sehr großen Zenitwinkeln verlässlich und schnell simulieren lassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Simulationsprogrammen können so Beobachtungen bei großen Zenitwinkeln mit verschiedenen Konfigurationen der Teleskope simuliert und die resultierende Empfindlichkeit absgechätzt und optimiert werden. Weiterhin ist es auch möglich, den Beitrag von Fluoreszenzlicht zu berechnen. Diese Option ist mit den bisherigen Werkzeugen nicht möglich. Weiterhin können die Leistungsfähigkeit von verschiedenen Teleskopen und Konfigurationen direkt miteinander verglichen werden (Gesichtsfeld, Granularität der Kamera, Größe des Spiegels, Anordnung von mehreren Teleskopen). Die Simulationen konnten direkt mit Beobachtungen mit dem sehr großen H.E.S.S.-Teleskop in Namibia verglichen werden. Die Optimierung der Kalibrationsmethoden für die Ausrichtung der Teleskope ist wegweisend für die Anordnung der CCD-Kameras der weiteren LSTs. Datei-Upload durch TI

Abstract:

In MeerKAT observations pointed at a Galactic X-ray binary located on the Galactic plane, we serendipitously discovered a radio nebula with cometary-like morphology. The feature, which we named 'the Mini Mouse' based on its similarity with the previously discovered 'Mouse' nebula, points back towards the previously unidentified candidate supernova remnant G45.24+0.18. We observed the location of the Mini Mouse with MeerKAT in two different observations, and we localized with arcsecond precision the 138-ms radio pulsar PSR J1914+1054g, recently discovered by the FAST telescope, to a position consistent with the head of the nebula. We confirm a dispersion measure of about 418 pc cm-3 corresponding to a distance between 7.8 and 8.8 kpc based on models of the electron distribution. Using our accurate localization and two period measurements spaced 90 d apart, we calculate a period derivative of (2.7 ± 0.3) × 10 -14 s s-1. We derive a characteristic age of approximately 82 kyr and a spin-down luminosity of 4 × 1035 erg s-1. For a pulsar age comparable with the characteristic age, we find that the projected velocity of the neutron star is between 320 and 360 km s-1 if it was born at the location of the supernova remnant. The size of the proposed remnant appears small if compared with the pulsar characteristic age; however, the relatively high density of the environment near the Galactic plane could explain a suppressed expansion rate and thus a smaller remnant.

Abstract:

The newest generation of radio telescopes is able to survey large areas with high sensitivity and cadence, producing data volumes that require new methods to better understand the transient sky. Here, we describe the results from the first citizen science project dedicated to commensal radio transients, using data from the MeerKAT telescope with weekly cadence. Bursts from Space: MeerKAT was launched late in 2021 and received ∼89 000 classifications from over 1000 volunteers in 3 months. Our volunteers discovered 142 new variable sources which, along with the known transients in our fields, allowed us to estimate that at least 2.1 per cent of radio sources are varying at 1.28 GHz at the sampled cadence and sensitivity, in line with previous work. We provide the full catalogue of these sources, the largest of candidate radio variables to date. Transient sources found with archival counterparts include a pulsar (B1845-01) and an OH maser star (OH 30.1–0.7), in addition to the recovery of known stellar flares and X-ray binary jets in our observations. Data from the MeerLICHT optical telescope, along with estimates of long time-scale variability induced by scintillation, imply that the majority of the new variables are active galactic nuclei. This tells us that citizen scientists can discover phenomena varying on time-scales from weeks to several years. The success both in terms of volunteer engagement and scientific merit warrants the continued development of the project, while we use the classifications from volunteers to develop machine learning techniques for finding transients.