High Altitude Water Cherenkov / El Observatorio de Rayos Gamma HAWC

Descubriendo y Comprendiendo a los Aceleradores Galácticos Extremos

El flujo de rayos gamma disminuye al aumentar la energía, por lo tanto, se requiere una gran área efectiva y largos tiempos de integración para detectar los rayos gamma de las más altas energías. El área efectiva de HAWC es comparable a la de IACTs; sin embargo, HAWC observará cada fuente en la mitad del cielo durante 1500 horas por año. Los Telescopios Cherenkov Atmosféricos suelen observar fuentes durante < 50 horas y los mapeos son de ∼10 horas. Como se observa en la figura 2, a energías por encima de ∼ 6 TeV, la sensibilidad de HAWC en un año es mejor que la sensibilidad de una observación de 50 horas de VERITAS o HESS en una sola fuente. Un IACT sólo puede emplear hasta ∼200 horas al año observando una sola fuente interesante debido a restricciones del Sol y la Luna. Sin embargo, incluso con la máxima exposición, un IACT no sería capaz de igualar la sensibilidad de HAWC por encima de 10 TeV. En consecuencia, la mayoría de las fuentes HESS en el mapeo del plano Galáctico no son detectadas por encima de 10 TeV. La Figura 3 muestra el espectro de una de las fuentes HESS y la capacidad de HAWC para claramente distinguir la diferencia entre una continuación de este espectro y un corte exponencial a 40 TeV. Los espectros de las fuentes Galácticas de TeV conocidas son "duros", con un espectro diferencial promedio de indice -2.3, en comparación con el espectro más inclinado del Cangrejo de índice -2.6. HESS detectó las fuentes de la Figura 3 con 0.2 veces el flujo de Cangrejo por encima de 200 GeV, pero si el espectro medido continua a energías superiores, entonces esta fuente es tan brillante como el Cangrejo por encima de 100 TeV. HAWC podría detectar en su campo de visión por año ∼ 20 rayos gamma por encima de 100 TeV desde estas fuentes.

Figura 2.Datos de HESS se muestran (en rojo) para J1616-508. Las dos líneas del espectro muestran una pendiente con índice -2,3 (sólido), una ininterrumpida y la otra con un corte exponencial a 40 TeV. Una simulación de datos de 1 año de HAWC se muestra en verde (azul) con (sin) corte demostrando que HAWC distinguirá entre estos espectros.

Figura 3.Comparación de la sensibilidad de rayos gamma entre observaciones del IACT y HAWC en función de la extensión de la fuente y varios tiempos de observación. Las fuentes Galácticas detectadas por HESS se indican, así como las fuentes de Milagro con sus barras de error.