Measurement of cosmic gamma-ray sources using the SST-1M telescopes

Abstract

In this thesis, we present an approach to the detection of very-high-energy (VHE) gamma rays using Single-Mirror Small-Sized Telescopes (SST-1M). First, elec- tromagnetic and hadronic extensive air showers (EAS) are introduced, along with the classification of VHE gamma-ray sources, considering both galactic and extragalactic sources. The Hillas parametrization of the Cherenkov shower images is described, together with the Random Forest method used for event reconstruction. The work focuses on a comparison of different Monte Carlo models of EAS, including QGSJetII-04, EPOS LHC-R, and Sibyll 2.3e. Observations of the Crab Nebula obtained at the Ondřejov Observatory are analyzed. The SST-1M pipeline is adopted for the data analysis and event reconstruction. The results indicate differences in the development of EAS predicted by the considered interaction models. The spectral analysis reveals that the choice of interaction model introduces systematic uncertainties into the spectral energy distribution. 1

V této práci je studována detekce velmi vysokoenergetického (VHE) gama záření pomocí teleskopů typu SST-1M (Single-Mirror Small-Sized telescope). Nejprve jsou popsány elektromagnetické a hadronické rozsáhlé atmosférické spršky (EAS) a také klasifikace zdrojů VHE gama záření, jak galaktických, tak extragalaktických. Dále popisujeme Hillasovu parametrizaci čerenkovských obrazů spršek a také Random Forest metodu pro rekonstrukci událostí. Práce se věnuje porovnání různých Monte Carlo EAS modelů, konkrétně QGSJetII-04, EPOS LHC-R a Sibyll 2.3e. Analyzována jsou pozorování Krabí mlhoviny získaná na observatoři v Ondřejově. Pro analýzu dat a rekonstrukci událostí byla použita SST-1M pipeline. Výsledky vykazují rozdíly ve vývoji EAS predikované jednotlivými interakčními modely. Spektrální analýza ukazuje, že volba interakčního modelu vnáší systematické nejistoty do spektrální distribuce energie. 1