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Gamma-Ray Space Telescope
Andreas Kornmayer 19.12.08
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GliederungGeschichte der Gamma-AstronomieEGRET-Excess
Das NeutralinoNeutralino AnnihilationKosmologisches ModellInterpretationFolgen
Fermi ( Gamma Ray Space Telescope)GBMLATVergleich: EGRET und LAT
Aussichten
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Geschichte der Gamma-Astronomie1950er: Vorhersagen über
Gammastrahlenemission unserer Galaxis
1962: Mit Ranger-3 wird die diffuse Gamma-Hintergrundstrahlung entdeckt
1967: Die Satelliten Vela 4a und b beobachten den ersten Gamma-Ray Burst
70er-90er:Diverse Teleskop, Ballon oder Satelliten gestützte Experimente
(COS-B, Whipple …)
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Geschichte der Gamma-Astronomie1991: CGRO wird gestartet. An Bord:
BATSE – Burst And Transient Source Experiment
OSSE – Oriented Scintillation Spectrometer Experiment
COMPTEL – COMPton TELescope EGRET – Energetic Gamma Ray Experiment
Telescope
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EGRET Daten
Dritter EGRET Katalog: 271 Punktquellen
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Der EGRET-ExcessÜberschuss in allen
Himmelsrichtungen vorhanden
Beiträge zum Modell: Inverse
Comptonstreuung Bremsstrahlung Pionzerfall
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Dunkle MaterieLösung für
Rotationskurven der Galaxien
Gesamtmasse des Universums
Überschuss der diffusen Gammastrahlung über1 GeV???
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Supersymmetrie
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Das Neutralino (χ)Linear Kombination von Photino, Zino und
HiggsinoAnnahmen:
MassivSchwach wechselwirkendNeutralSpin ½ Majorana Teilchen
Sein eigenes AntiteilchenKann mit sich selbst annihilieren
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...
versumfrühen Uni Im
nnnnnePP
s
cm
Hn3
26102 v
v
out-Freeze
DichteRelikt
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Neutalino Annihilation
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Interpretation des ÜberschussesForm des Hintergrundes
aus Fixed-Target pp Kollisionen
Form der DMA aus Elektron-Positron-Vernichtung
2 Parameter Fit
WIMP-Masse ≤ 70 GeV Substruktur in
Galaktischer Ebene
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Ringstruktur der Dunklen Materie
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KritikOccam`s Racor
Fehler in der Modellierung des Hintergrundes
Systematischer Fehler in der Kalibrierung des Detektors
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MissionsdatenGewicht: 4303 kgGröße: 2,8 m
hoch2,5 m Ø
Energieverbrauch:1500 Watt
Orbit: 560 km Am 11. Juni 2008
von Cape Canaveral gestartet
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Anforderungen an die InstrumenteLarge Area Telescope (LAT)
GLAST Burst Monitor (GBM)
Großes „Blickfeld“, über 2 sr
Messgenauigkeit von 1 arcmin
Energiebereich von 30 MeV bis 300 GeV
Kurze MesszeitenLange LebensdauerFähigkeit die Signale der
Kosmischen Strahlung zu verwerfen
Überwachung des gesamten Himmels zu jedem Zeitpunkt
Großes EnergiespektrumGute Zeitauflösung
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GLAST Burst Monitor (GBM) 12 NaI und 2 BGO
Szintillatoren Energiebereich: 8 keV bis 30
MeV Dünne Form und
AusrichtungRichtungsbestimmung möglich
Gamma-Ray Bursts Sonneneruptionen …
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Large Area Telescope (LAT)Silizium-Streifen-
DetektorenAntikoinzidenz
Detektor (ACD)KalorimeterSystem zur
Datengewinnung
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Wie entsteht ein Signal?1) γ tritt in LAT ein2) Paarbildung an
Wolframfolie3) Spurdetekor kann
Flugbahn des e+-e—
Paares verfolgen4) Energiebestimmung im
Kalorimeter5) Teilchen der Kosmischen
Strahlung erzeugen Signal in ACDVeto
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Vergleich: EGRET und LAT
EGRET LATEnergy Range 20 MeV bis 30 GeV 20 MeV bis 300 GeVField of View 0.5 sr 2.4 srAngular Resolution 5.8° (100 MeV) < 3.5° (100 MeV)
< 0.15° (>10 GeV)Peak Effective Area 1500 cm2 13000 cm²Point Source Sensitivity 5 10-8 cm-2 s-1 0.16 10-8 cm-2 s-1
Deadtime per Event 100 ms < 100 μs
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Aussichten
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QuellenSander, Christian: Interpretation des Überschusses in
diffuser galaktischer Gamma-Strahlung oberhalb 1 GeV als Annihilationssignal Dunkler Materie
Vorlesung Kosmologie WS08/09 Prof. de Boerhttp://fermi.gsfc.nasa.gov/http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/
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