Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG)

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E-Verhandlungen 2002
Programm und Abstracts der Sitzung T 201

Beobachtung von Cygnus X-1 mit den HEGRA-Cherenkov-Teleskopen

•Björn Schiricke für die HEGRA-Kollaboration
Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Cygnus X-1 ist ein Röntgen-Doppelsternsystem, das aus einem kompakten Objekt und einem Überriesen als Begleitstern besteht. Das kompakte Objekt akkretiert Materie vom Begleitstern und ist ein vielversprechender Kandidat für ein stellares Schwarzes Loch. In der Umgebung des kompakten Objekts kann es durch Beschleunigungsprozesse zur Erzeugung nichtthermischer Gammastrahlung im TeV-Bereich kommen. Im Jahr 2000 wurde Cygnus X-1 mit den HEGRA-Cherenkov-Teleskopen beobachtet (E  >  0,7 TeV). Erste Ergebnisse der Datenanalyse werden präsentiert.

Beobachtungen von Cygnus X-3 mit den HEGRA Cherenkov Teleskopen

•Martin Schilling
Institut f. Experimentelle u. Angewandte Physik, Universität Kiel, 24098 Kiel

Der Röntgendoppelstern Cygnus X-3 ist eine der hellsten Röntgenquellen in unsere Galaxis und wurde während der letzten Jahre in verschiedenen Wellenlängen vielfach beobachtet. Die Röntgenemission zeigt eine Periode von 4.8 h, die allgemein mit der Orbitalperiode assoziiert wird. Das Doppelsystem besteht aus einem massiven Neutronenstern bzw. einem schwarzen Loch und einem durch Beobachtungen im Infrarot als Wolf-Rayet Stern klassifizierten Begleiter. Jüngere Beobachtungen in höheren Energiebereichen können weder eine stetige noch eine gepulste Emission von Cygnus X-3 nachweisen.

Es werden die Daten der HEGRA-IACT Messungen aus dem Jahre 2001 auf stetige und periodische Emission hin untersucht.

Bestimmung primärer Energiespektren einzelner Massengruppen der kosmischen Strahlung im Bereich des Knies.

•H. Ulrich¹, R. Glasstetter¹, K.-H. Kampert^1,2 und G. Maier² für die KASCADE-Kollaboration
¹Institut für experimentelle Kernphysik, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe
²Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Karlsruhe, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe

Das KASCADE-Experiment mißt die elektromagnetische, myonische und hadronische Komponente ausgedehnter Luftschauer im Primärenergiebereich zwischen 0.5 PeV und 100 PeV. Die Hauptzielsetzung des Experiments ist die Bestimmung des Energiespektrums der kosmischen Strahlung im Bereich des Knies. Von besonderem Interesse sind neben dem totalen Energiespektrum auch die Spektren einzelner Massengruppen, die Aufschluss über die Natur des Knies geben können. Bei diesen Analysen müssen insbesondere die großen Schauerfluktuationen berücksichtigt werden. Durch den Einsatz von Entfaltungsmethoden ist es möglich, aus den Schauergrößenspektren der Elektronen- und Myonenzahl in verschiedenen Winkelbereichen Energiespektren für verschiedene Massengruppen zu rekonstruieren. Diese Spektren zeigen ebenfalls Knie-artige Strukturen, deren Positionen eine Ladungsabhängigkeit nahelegen.

Bestimmung des Energiespektrums der kosmischen Strahlung im Bereich des Knies mit Hilfe von Schauergrößenspektren

•J. van Buren¹, K.-H. Kampert^1,2, G. Maier², H.J. Mayer², H. Schieler² und H. Ulrich¹ für die KASCADE-Kollaboration
¹Institut für Experimentelle Kernphysik, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe
²Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Karlsruhe, 76021 Karlsruhe

Das KASCADE-Experiment bestimmt die Elektronen- und Myonenzahl ausgedehnter Luftschauer mittels eines 200×200 m² Szintillatorarrays. Aus Simulationen mit dem Programmpaket CORSIKA lässt sich eine Funktion bestimmen, anhand derer man aus der Summe der gemessenen Elektronen- und Myonenzahlen die Energie nahezu massenunabhängig bestimmen kann. Man erhält somit aus den gemessenen Schauergrößenspektren auf einfache Art und Weise ein totales Energiespektrum der primären kosmischen Strahlung.

Atmosphärische Einflüsse auf die Beobachtung des Fluoreszenzlichts ausgedehnter Luftschauer

•Bianca Keilhauer und Markus Risse
Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe

Im Pierre Auger-Experiment werden mit Hilfe von Fluoreszenzlichtteleskopen höchstenergetische Luftschauer der kosmischen Strahlung untersucht. Eine Zielsetzung ist dabei, die Energie und Masse der Primärteilchen zu ermitteln, die man aus der longitudinalen Entwicklung der Schauer ableiten kann. Die Sekundärteilchen deponieren mittels Ionisation Energie in der Atmosphäre, von der ein Teil von den Stickstoffmolekülen als Fluoreszenzlicht reemittiert wird. Diese deponierte Energie soll in verschiedenen Atmosphärenmodellen und deren spezifischer Schichtung verglichen werden. Zudem wird die Fluoreszenzlichtausbeute für dieselben Atmosphären diskutiert, da die Erzeugung der Photonen von Temperatur und Druck abhängt. Für eine realistische Rekonstruktion muss schliesslich auch die Absorptions- und Streuwirkung der Atmosphäre behandelt werden.

Eine nichtparametrische Entfaltung zur Bestimmung der Elementspektren der geladenen kosmischen Strahlung im PeV Bereich

•M. Roth für die KASCADE-Kollaboration
Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik, Karlsruhe

Die Information, die sich aus Luftschauer-Beobachtungen im Energiebereich von 10¹⁵ eV bis 5·10¹⁶ eV zur Bestimmung des Energiespektrums der kosmischen Strahlung ergibt, ist durch Unsicherheiten sowohl intrinsischer als auch statistischer Fluktuationen begrenzt. Ein Rückschluß von gemessenen Luftschauerobservablen auf Elementgruppen bzw. Elementspektren zur Lösung dieses inversen Problems erfordert den Einsatz geeigneter mathematischer Verfahren. Ein vielversprechender Ansatz ist die Verwendung Fredholmscher Integralgleichungen erster Art, die eine Entfaltung gemessener Schauergrössen unter Zuhilfenahme simulierter Luftschauerereignisse ermöglichen. Ein nichtparametrischer (Bayesischer) Entfaltungsalgorithmus wird verwendet, um multidimensionale Verteilungen und insbesondere deren Korrelationen zu analysieren.

Nicht nur das all-particle-Spektrum ist physikalisch bedeutsam, sondern auch die Spektren einzelner Elementgruppen geben Aufschluß über den Ursprung der kosmischen Strahlung. Es soll daher der Weg zur Energie- und Massebestimmung aufgezeigt und die Entfaltung in Energiespektren einzelner Elementgruppen gemessener Daten erläutert werden.

Suche nach siderischer Anisotropie der kosmischen Strahlung mit dem KASCADE-Experiment

•G. Maier¹, K.-H. Kampert^1,2, H.J. Mayer¹, H. Schieler¹, H. Ulrich² und J. van Buren² für die KASCADE-Kollaboration
¹Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Karlsruhe, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
²Institut für experimentelle Kernphysik, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe

Richtung und Stärke der Anisotropie charakterisieren neben dem Energiespektrum und der chemischen Zusammensetzung die primäre kosmische Strahlung. Die klassische Analyse zur Messung der Anisotropie ist die harmonische Analyse der Ankunftsrichtungen ausgedehnter Luftschauer in siderischer und solarer Zeit. Aufgrund der sehr kleinen Amplituden ( » 10^-4 ) ist ein genaues Verständnis des Detektors und seines Verhaltens über der Messzeit notwendig. Ebenso müssen atmosphärische Einflüße wie Luftdruck und Temperatur berücksichtigt werden. Erste Ergebnisse einer Analyse von KASCADE-Daten werden vorgestellt.

Suche nach Zeitperiodizitäten im Röntgen-Doppelsternsystem Hercules X-1 mit den HEGRA-Cherenkov-Teleskopen

•Matthias Beilicke für die HEGRA-Kollaboration
Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Das Röntgen-Doppelsternsystem Hercules X-1 besteht aus dem Pulsar Her X-1 (1.3 M_\odot) und dessen Begleitstern Hz Her ( 2.2 M_\odot) und befindet sich in einer Entfernung von etwa 6 kpc (19000 Lichtjahre). Die beiden Partner umkreisen den gemeinsamen Schwerpunkt mit einer Orbitalperiode von P_{\textup orb} » 1.70 d, die Pulsarperiode beträgt P_{\textup p} » 1.24 s. Beide Perioden sind im Röntgenbereich (2-10 keV) genau vermessen. Zusätzlich weist das System einen komplexen 35-Tage-Zyklus variierender Röntgenintensität auf. Im Zeitraum von August 1999 bis Juli 2001 wurde Hercules X-1 mit den HEGRA-Cherenkov-Teleskopen im Energiebereich zwischen 0.5 und einige 10 TeV beobachtet. Die Motivation dieser Beobachtungen geht u.a. auf einen in den Jahren 1994/95 nachgewiesenen Ereignisüberschuss einer Signifikanz von etwa 3 s mit den HEGRA-Szintillator- und AIROBICC-Feldern (E > 20 TeV) zurück. Die Ergebnisse einer zeitsensitiven Analyse der HEGRA-Beobachtungen werden präsentiert.

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Zuletzt geändert am 14.11.2002

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