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Premiers résultats des observations
de Mrk 421 avec HESS .
Anne Lemière - PCC/APC Collège de France
Pour la collaboration HESS.
SF2A/PCHE Paris, le 18 juin 2004
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H.E.S.S.
Hémisphère sud Namibie Gamsberg
système stéréoscopique
4 télescopes sur un carré de 120m de coté.
Caméra possédant une électronique rapide
et une fine pixelisation . Champ de vue 5

• Monture alt-azimutale .
• Miroir segmenté en 380 miroirs de 60 cm de
  diamètre. Surface totale de 107 m2. Focale de
  15m.
• Montage Davies-Cotton compromis entre
  isochronisme et qualité spatiale de limage.
• Caméra 960 PM équipés de cônes Winston .

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Imagerie et analyse standard
?L
?l
Paramètres de Hillas
c
?H
D

Imageur Tcherenkov
??
Source S
Ajustement d une distribution de charge
gaussienne bidimentionnelle.
Critères morphologiques recherche des coupures
donnant la discrimination optimale
gamma/hadron .
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AGN

Emission radio
nuage de matière ionisée à raies d émission
Vers une diminution de langle de
vue par rapport au jet
Faible (95)
Forte (5)
Raies Etroites
Seyfert 2
FRI, FRII
Raies Larges
Seyfert 1 QSO
BLRG, SSRQ, FSRQ
Raies très faibles
BLAZAR
BL Lacs FSRQ
Jet / Galaxies hôtes elliptiques
Pas de jet /galaxies hôtes spirales
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Les Blazars des objets extrêmes
- Spectre continu, non thermique. - Forte
variabilité sur tout le spectre .
Spectre en énergie caractéristique à 2 bosses
dans le plan (?, ? F(?)) . - Bosse basse
énergie émission synchrotron . - Bosse
haute énergie modèles leptoniques
SSC,EC modèles hadroniques.

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Observation des BL Lac au TeV
On observe les électrons les plus énergétiques du
jet - Mécanismes daccélération les plus
extrêmes Variabilité Contraintes sur la
taille de l objet. Transparence aux gammas
Contraintes sur le champ B et ?. -
Corrélations fortes des émissions en X et en ?
Rayonnements produits par la même population
délectrons.
7
STATISTIQUE DOBSERVATION
z
? 0.13
? 0.034
? 0.05
29
2
7
BL lac en radio
Emetteur au TeV
2
4
6
1ES1959 PKS2155
N Blazars
Peu d objets visibles au TeV. Croissance
exponentielle du nombre de sources détectées.
6 4 2 1
1ES1426 PKS2344
Mrk501
Mrk421
années
92 93 94 95 96 97 98 99 00 01
02
8
Difficultés dobservation des Blazars au TeV
- Petit angle de vue des détecteurs au sol
qq degrés Faible potentiel de
découverte de nouvelles sources.
- Fond de bruit cosmique chargé
Lefficacité aux gammas dépend de la réjection
des hadrons . Gain en sensibilité en
flux10. Amélioration grâce a la
stéréoscopie techniques d analyse.
- Atténuation de gammas par le fond infrarouge
intergalactique . Création de paires.
Dépendance en énergie , déformation
des spectres. Densité
du fond IR difficile à modéliser .
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Mrk 421
Redshift z0.030 Source de lhémisphère nord
coord 38 d 12 31.8  
Détection en 1992 par EGRET(50MeV - qq
GeV) Whipple l observe au TeV avec une
significativité stat de 6.3?. Nombreuses
campagnes d observations multi ?. Très grande
variabilité temporelle (facteur 2 en une nuit ).
Première source extragalactique découverte au
TeV.
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Historique des observations
96-97 Niveau dactivité très
faible. 1998 Pics dactivités
?Crab
Flux moyen mesuré par CAT ?Crab/2 .
Campagnes multi ?.


Beppo-Sax ,ASCA,HEGRA,CAT,Whi
pple
Fortes corrélation sur les niveaux d émission
clairement établi.
1999 Niveau dactivité très
faible. 2000/2001 Regain dactivité
important .
Sursauts en Janvier-février 2000 et Mars 2001.
(STACEE et CAT)
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Observer Mrk 421 avec HESS
Angle Zénithal dobservation Zen64
Grand angle - Grande surface efficace de
collection .
Etude en bout de spectre. Possibilité de
contraindre les modèles aux très hautes énergies.
Continuité ou cassure ?
Z63 z20
Mais grande épaisseur d atmosphère . Difficulté
dans la maîtrise du détecteur.
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?2 plot données davril
Mrk 421
temps de prise de données corrigé 11.5 h 8167
gammas. 11.8 gammas/mn. Soustraction
ON-OFF significativité 65.7? Ring Background
significativité 95.7?
Mode wooble ON/OFF Configuration hardware stereo
4 télescopes .
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Sky Plot données davril Mrk
421
Mode Wooble ON/OFF Configuration hardware stéreo
4 télescopes .
Distribution projetée des origines angulaires
reconstruites par intervalle de 0.05 en
ascension droite et déclinaison . Projection
après soustraction du bruit de fond.
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Courbes de lumière Mrk421
Nombre de gamma/mn par run pour les données
d avril 2004.
Nombre de gamma/mn par nuit pour les données
d avril 2004.
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Significativité cumulée
Si la source était stable évolution en t 1/2
. Signe de variabilité temporelle.
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Conclusions
Observation au TeV, à très faible déclinaison de
Mrk421 - Contrainte en bout de spectre en
énergie. Implication dans les modèles. -
Continuer l étude de la physique de lobjet
Corrélations, relation entre durcissement du
spectre et regain d intensité dans lémission.
Premiers résultats encourageants avec HESS
- Beau signal avec une significativité stat de
95? en 11h dobservation. - Suivi de la
variabilité de la source. Etude spectrale
à venir très prochainement !
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Nombre de gamma/mn en fonction de l angle
zenithal d observation par run et par jour.
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OBJETS EXTRAGALACTIQUES AGN
MODELE STANDARD D UNIFICATION
Un trou noir supermassif de quelques centaines
de million de masses solaires.
Un disque d accrétion (10-4 pc lt Rlt
100pc). Maximum d émission passe de l optique a
l UV au X.
Un tore de poussière opaque vers 100pc, sépare le
disque de la galaxie hôte.
Zone formation des étoiles et galaxie hôte. ( 10
k pc)
Des Nuages de matière ionisée -gt raies
d émission dont la largeur est fct de sa
distance au trou noir.(BLR ou NLR)
Jets de matière perpendiculaire au disque,
pouvant des prolonger jusqu a plusieurs kpc .
Forte émission radio.
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- Bref rappel du détecteur HESS et technique
d analyse associée. - Caractérisation des
Blazars / BL Lac. - Mrk421, un BL lac
particulièrement interessant a observer avec
HESS. - Premiers résultats des observations
d avril 2004 avec HESS.
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Blazars
.
BL Lac
FSRQ
Bosse synchrotron max en Radio
Bosse synchrotron max en X

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(No Transcript)