Efectos de la atenuación de la radiación gamma en el medio intergaláctico

• Autores: Fernández Alonso, Mateo
• Año de publicación: 2019
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Rovero, Adrián C.
• Materia: FÍSICA DE ASTROPARTÍCULAS; MEDIO INTERGALÁCTICO; CAMPOS MAGNÉTICOS; RAYOS GAMMA; LUZ EXTRAGALÁCTICA DE FONDO; ASTROPARTICLE PHYSICS; INTERGALACTIC MEDIUM; MAGNETIC FIELDS; GAMMA RAYS; EXTRAGALACTIC BACKGROUND LIGHT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El espacio intergaláctico contiene campos de radiación y magnéticos que provienen de eras tempranas y que pueden dar información valiosa acerca de la historia cosmológica del Universo. La Luz Extragaláctica de Fondo (EBL) contiene toda la luz emitida por las estrellas y re-emitida por el polvo desde la época de la recombinación. Esta radiación posee su componente principal de flujo en el rango de infrarrojo y su medición directa es muy difícil debida a la contaminación proveniente de la luz zodiacal. Por otro lado, el Campo Magnético Intergaláctico (IGMF) puede, en principio, contener información acerca del origen mismo de los campos magnéticos en el Universo, pero su medición directa es poco práctica debido a la escala y la intensidad de los mismos. Los rayos gamma de muy alta energía emitidos por fuentes extragalácticas recorren dis- tancias cósmicas e interacúan con fotones del EBL generando cascadas electromagnéticas intergalácticas. Tanto la absorción de los rayos gamma por parte del EBL como la de- flección de la componente cargada de estas cascadas debida al IGMF, imprimen cierta información de estos campos en la radiación resultante de estas cascadas. Utilizando observaciones de la radiación gamma provenientes de estas fuentes extraglácticas y estu- diando la distribución de energía y angular de los fotones que llegan a la Tierra, es posible decodificar información de las propiedades del EBL y del IGMF. De esta forma, la as- tronomía gamma puede ser utilizada como una herramienta para detectar indirectamente y/o restringir los espacios de parámetros del EBL y del IGMF. En esta tesis se utilizan observaciones de la radiación gamma proveniente de blazares, llevadas a cabo principalmente por el telescopio Cherenkov VERITAS, para realizar es- tudios independientes acerca del EBL y del IGMF. Para estos estudios se desarrollaron métodos que permiten extraer límites a las propiedades de ambos campos a partir de las observaciones y restringir sus respectivos espacios de parámetros. Se realizó también un estudio sobre la capacidad que tendrá la próxima generación de telescopios Cherenkov para distinguir efectos del IGMF en la radiación proveniente de blazares. Para esto se realizaron simulaciones de las cascadas intergalácticas y se utilizaron modelos del desem- peño de los telescopios para cuantificar la capacidad que tendrá para detectar estos efectos.
Intergalactic space contains radiation and magnetic fields that come from early epochs and can give valuable information about the cosmological history of the Universe. The Extragalactic Background Light (EBL) contains all the light emitted by stars and re- emitted by dust since the epoch of recombination. This radiation has most of its flux in the infrared band, and it is very difficult to measure due to the zodiacal light contamination. On the other hand, the Intergalactic Magnetic Field (IGMF) can, in principle, contain information about the very origin of magnetic fields in the Universe, but it is also difficult to measure directly given its scale and intensity. Very high energy gamma rays coming from extragalactic sources travel cosmic distances and interact with the EBL generating intergalactic electromagnetic cascades. Both the absorption of gamma rays due to the EBL, and the deflection of the charged component of these cascades due to the IGMF, print information in the resulting radiation from these cascades. By using gamma-ray observations coming from these extragalactic sources and studying the energy and angular distributions of photons arriving to Earth, it is possible to decode information about the properties of the EBL and the IGMF. In this way, gamma- ray astronomy can be used as a tool to indirectly detect and/or constrain the EBL and the IGMF. In this thesis we use gamma-ray observations from blazars, performed with the VERITAS Cherenkov telescope, and study the IGMF and the EBL independently. For both studies, different methods were developed to extract limits to the properties of both fields. An additional study was performed to analyze the power that the next generation of Che- renkov telescopes will have to distinguish IGMF effects within blazar observations. To achieve this, we simulate the intergalactic cascades and used performance models of the telescopes to quantify the probabilities of detecting these effects.
Fil: Fernández Alonso, Mateo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.