New constraints on the density of the extragalactic background light and the discovery of TeV g-rays [gamma-rays] from the BL Lac 1ES 0347-121 and the extended source HESS J1023-575

Abstract

Die H.E.S.S. Kollaboration betreibt ein stereoskopisches System aus vier großen abbildenden Cherenkov-Teleskopen für den Nachweis sehr hochenergetischer Gamma-Strahlung (VHE; > 100 GeV). In dieser Arbeit wird über den Nachweis zweier neuer Quellen sehr hochenergetischer Gamma-Strahlung mit den H.E.S.S.-Teleskopen berichtet. Die extragalaktische Quelle 1ES0347-121 gehört zur Klasse der BL Lac Objekte und ist der aktive Kern einer entfernten Galaxie. Detektiert mit einer Signifikanz von mehr als 10 Standard-Abweichungen, ist es die bisher am weitesten entfernte Quelle sehr hochenergetischer Gamma-Strahlung (Rotverschiebung z = 0.1880). Ihr Energiespektrum läßt sich gut durch ein Potenzgesetz mit Photonindex Gamma = 3.08 +/- 0.23_stat +/- 0.1_sys beschreiben. Der integrale Fluss I(E >250GeV) entspricht ~2% des Flusses des Krebsnebels. Mit Hilfe des hochenergetische Gamma-Strahlungsspektrum von 1ES 0347-121 werden Einschränkungen auf die Dichte des extragalaktischen diffusen Photonfeldes bestimmt (s. unten). Bei der zweiten Quelle handelt es sich um die ausgehnte Quelle HESS J1023-577, die mit dem jungen, massiven Sternenhaufen Westerlund 2 und dessen Umgebung assoziert wird. Junge und massereichen Sterne strahlen starke Sternenwinde ab, die durch Schockbeschleunigung hochenergetische Teilchen produzieren können. Zum erstenmal konnte eine Quelle sehr hochenergetischer Gamma-Strahlung mit einer solchen Umgebung sicher identifiziert werden. Das Energiespekrum reicht von ~400GeV bis ~20TeV und läßt sich gut durch eine Potenzgesetz mit Photonindex Gamma=2.53 +/- 0.16_stat +/- 0.1_syst beschreiben.