Fermi LAT verileri ile M31 galaksisinden gelen gama ışınlarının incelenmesi
Search for gamma rays from M31 galaxy via Fermi LAT
Yazar: SİNAN ANILAN
Danışman: PROF. DR. VEDAT PEŞTİMALCİ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Yıldızlararası ortama yayılan kozmik ışınlar gaz ve ışıma alanları ile etkileşmeleri sonucu galaktik yaygın γ-ışınlarını üretirler. Yaygın ışıma yüksek galaktik enlemlerde (|b|>10o) galaksi-ötesi dağılım gösterir. Galaksi-ötesi ardalan radyasyonunun izotropik bir dağılıma sahip olduğu varsayılır. Galaktik yaygın ışıma, >100 MeV enerjilerde γ-ışın yayınımının baskın bir bileşenidir. 
Kozmik ışınları üreten başlıca galaktik kaynaklar süpernovalar ve süpernova kalıntılarıdır. Yaygın ışımanın bileşenleri kozmik ışınların yıldızlararası gaz ve ışıma alanlarıyla etkileşmesi sonucunda nötral piyon (πo) bozunumu, frenleme ve ters Compton ışımalarıdır. Galaksilerde yüksek enerjili bölgeleri tespit etmek için yıldızlararası ortamda gaz ve foton dağılımına bağlı yaygın γ-ışın yayınımının analizleri yapılır.
Bu çalışmada, M31'in galaktik merkezi ve galaktik bölgelerinde yıldızlararası ortamda nötral hidrojen gaz dağılımının bulunduğu konumların Fermi-LAT (Large Area Telescope) verilerine 09-10-2011 – 04-08-2014 zaman aralığında ve 150 MeV – 20 GeV enerji aralığında maksimum olabilirlik (Maximum Likelihood) analizleri uygulanmıştır. Olabilirlik analizlerinde kullanılan spektrumlar nokta kaynak, yaygın galaktik ışıma ve bileşenleri, galaksi-ötesi ardalan radyasyonunun modellerinden oluşmaktadır. Galaktik bölgelerde tespit edilen yüksek enerjili γ-ışın ardalan radyasyonu galaktik koordinatlarda nötral hidrojen gaz dağılımıyla uyumlu galaktik tozun 100 µm kızıl-ötesi (infrared) görüntüleri üzerinde haritalanmıştır.

Abstract:
Cosmic-rays giving off in instellar medium interacts with gas and radiation fields to produce galactic diffuse γ-rays. Diffuse emission has extra-galactic dispersion in high latitudes ((|b|>10o). Extra-galactic background radiation is assumed to have an isotropic dispersion. >100 MeV, Galactic diffuse emission is the most dominant component of γ-ray emission.
Primary sources producing cosmic-rays are supernova and supernova remnants. The components of diffuse emission are neutral pion (πo) decays, bremsstrahlung and inverse Compton scattering emissions produced by cosmic-rays interacting with interstellar gas and radiation fields. To detect the high energic fields in galaxies, diffuse γ-rays depending on dispersions of gas and photons in interstellar medium are analyzed.
In this study, maximum likelihood analysis was applied to Fermi-LAT (Large Area Telescope) data of galacticcentroid of M31 and the coordinates where to be dispersions of neutral hydrogen gas in interstellar medium in the regions of galaxy, in the time spans 09-10-2011 – 04-08-2014 and the energy range 150 MeV – 20 GeV. Spectrum types used in likelihood analysis includes models of point sources, diffuse galactic emissions and its components, extra galactic emissions. High energic γ-ray background emission detected in the galactic regions was mapped on 100 µm infrared (IR) templates of galactic dust match for dispersions of atomic gas in galactic coordinates.