Ricerca di segnali elettromagnetici di GW con Fermi-LAT

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1 Ricerca di segnali elettromagnetici di GW con Fermi-LAT Niccolò Di Lalla Collaborazione Fermi-LAT Milano, 5 Aprile 2018 IFAE 2018

2 L osservatorio Fermi Lanciato dalla NASA l 11 Giugno 2008 Large Area Telescope (LAT) Telescopio a conversione di coppie Intervallo di energia: 20 MeV >300 GeV Ampio campo di vista (~ 20% del cielo) Osservazione completa del cielo ogni ~ 3 ore Risoluzione angolare ~ 1 10 arcmin 15 GRBs/anno (1 2 GRB short/anno) Unico strumento che ha rivelato l emissione ad alta energia di un GRB short! Gamma-ray Burst Monitor (GBM) 12 rivelatori NaI e 2 BGO Intervallo di energia: 8 kev 40 MeV Visione di tutto il cielo non occultato dalla Terra (~ 65% del cielo) Risoluzione angolare ~ 3 Più di 2000 GRBs rivelati (~17% GRBs short) Ripuntamento automatico del LAT in caso di GRB intensi 2

3 Le campagne osservative Siamo qui 3

4 L attività di follow-up EM Fermi GCN con allerta GRB LIGO/Virgo GCN con allerta GW A partire da O3 le allerte saranno pubbliche! Fermi GCN con i risultati delle analisi 4

5 Esempio di analisi LAT 5

6 L Anomalia Sud Atlantica (SAA) 6

7 La situazione al tempo della GW Il LAT era entrato nella SAA appena un minuto prima! Tempo di entrata nella SAA: 12:40:02 Tempo segnale GW170817: 12:41:06 7

8 GRB A 1,7 s 8

9 Sequenza rivelazione GRB DOI: / /aa8f41 9

10 Mappa di localizzazione HLV-GBM Posizione candidato ottico Terra Localizzazione finale HLV Localizzazioni iniziale e finale GBM 10

11 Il LAT e GW Dopo l uscita dalla SAA (tgw s) 11

12 Rivelare GRB/GW con il LAT Il LAT osserva ~ 35% dei GRBs short del GBM entro i 100 secondi dal trigger Il LAT rivela ~ 5% dei GRBs short del GBM (dipende dalla posizione nel cielo) Supponendo un tasso di eventi GRB/GW di 1 2 all anno, è probabile che il LAT riesca a rivelare uno o più GRB/GW entro qualche anno (specialmente con una modifca della strategia di puntamento) 12

13 Conclusioni Fermi dopo quasi 10 anni di missione continuerà a monitorare il cielo ad alta energia e giocherà un ruolo primario nella nuova era dell astronomia multimessaggera! 13

14 SLIDES DI BACKUP 14

15 Large Area Telescope Struttura modulare: matrice di 4 4 moduli (torri) Dimensioni: 1.8 m 1.8 m 0.72 m Modulo del tracciatore convertitore: 18 piani x-y traccianti di rivelatori a strisce al silicio 16 piani di tungsteno per favorire la conversione (1.6 R.L. on axis) Modulo del calorimetro di CsI(Tl): Rivelatore di anticoincidenza: γ 96 cristalli disposti in 8 piani (8.6. R.L. on axis) Misura dell energia Immagine 3D dello sciame Reiezione del fondo e e + 89 mattonelle di scintillatore plastico Efficienza media maggiore del 99.97% per MIP Separazione dei fotoni dalle particelle cariche Scudo protettivo 15

16 Contributo INFN/Unipi a Fermi Progettazione, costruzione e test del tracciatore al silicio del LAT Gruppo guidato da Ronaldo Bellazzini Area di base 1.8 x 1.8 m2 80 m2 SSD 1 M canali di lettura 160 W budget di potenza > 99.5% di efficienza con solo ~ 3000 canali difettosi (dopo 9 anni in orbita) 16

17 GRB A 17

18 Fermi-LAT monitoring 18

19 Un ordinario GRB short Long Short GRB A 19