Study of high energy cosmic gamma rays

Abstract

In this thesis, we present our two studies focused on the detection of cosmic γ-rays and the analysis of data from γ-ray observations. One study deals with the method of the Cherenkov transparency coefficient. This method is suitable for the detector calibration in experiments employing imaging atmo- spheric Cherenkov telescopes for the indirect detection of cosmic γ-rays. Us- ing rates of recorded air showers initiated by charged cosmic rays, the method aims at the monitoring of the atmospheric transparency to Cherenkov light and the calibration of the responses of Cherenkov telescopes. We present an extension of this method for the purposes of the Cherenkov Telescope Array observatory and demonstrate its feasibility using Monte Carlo simu- lations. Our other analysis utilizes more than 7 years of data from direct γ-ray observations by the Fermi Large Area Telescope. We describe in detail signal observed from the parts of the sky around the active galactic nuclei 1ES 0229+200 and Centaurus A. We report on the findings of new astro- physical sources of high energy photons and document spectral and temporal properties of their γ-ray fluxes. 1

V disertační práci prezentujeme naše dvě studie zaměřené na detekci kos- mického γ-záření a analýzu dat z pozorování tohoto záření. Jedna studie se zabývá metodou koeficientu transparence atmosféry pro Čerenkovovo záření. Tuto metodu lze použít pro kalibraci detektoru v experimentech využívajících zobrazovací Čerenkovské teleskopy pro nepřímou detekci kosmického γ-záření. Cílem metody je monitorování propustnosti atmosféry vůči Čerenkovovu světlu a kalibrace odezvy Čerenkovských teleskopů. Pro tento účel jsou využity četnosti detekovaných atmosférických spršek iniciovaných nabitými částicemi kosmického záření. Pomocí Monte Carlo simulací prezentujeme rozšíření této metody a demonstrujeme její proveditelnost v podmínkách ob- servatoře Cherenkov Telescope Array. Naše další analýza je zaměřená na zpracování dat sesbíraných experimentem Fermi Large Area Telescope během 7 let přímých pozorování kosmického γ-záření. Podrobně studujeme signál detekovaný z částí oblohy kolem aktivních galaktických jader 1ES 0229+200 a Centaurus A. Popisujeme nalezení nových astrofyzikálních zdrojů vysokoen- ergetických fotonů a diskutujeme spektrální a časové charakteristiky toku γ-záření z těchto objektů. 1