Sviluppo della pipeline di analisi per le osservazioni congiunte di MAGIC e LST-1

The Cherenkov Telescope Array (CTA) observatory is expected to be the major global observatory for high-energy gamma-ray astronomy over the next decade. The observatory will be divided into two sites, one in the northern (in La Palma island, Spain) and one in the southern hemisphere (in the Atacama desert). CTA will consist of three kinds of telescopes of different size and among those, the Large Sized Telescopes will be the most sensitive in the energy range starting beyond 20 GeV. LST prototype (LST-1) was inaugurated in October 2018 in La Palma and it is the first telescope of CTA. Not far from it (about 100 m distant), the two telescopes of MAGIC are installed. MAGIC is a system of two gamma-ray Cherenkov telescopes, that have been operating in stereoscopic mode since 2009. The co-location and proximity of these three telescopes offer the possibility to cross-calibrate the instruments and analyse joint observations, extrapolating the parameters reconstructed by the individual systems related to the same extensive air shower. Combined analyses of the events triggering the three telescopes, allow a more accurate reconstruction of the shower geometry, which leads to better energy and angular resolutions, and a better discrimination of the background events. For this purpose, I participated in the development of the analysis pipeline for joint observations of gamma-ray sources with MAGIC and LST-1, based on ctapipe (the CTA prototype pipeline framework). In this thesis I will present the first results of the pipeline, obtained by analysing the MAGIC data. I will show the comparison with the results of MARS (the MAGIC analysis software) and the obtained telescope performances.

L'osservatorio Cherenkov Telescope Array (CTA) sarà il principale osservatorio globale per l'astronomia a raggi gamma ad alta energia nel prossimo decennio. L'osservatorio sarà diviso in due siti, uno nel nord (nell'isola di La Palma, Spagna) e uno nell'emisfero sud (nel deserto di Atacama). CTA sarà composto da tre tipi di telescopi di diverse dimensioni e tra questi, i Large Sized Telescopes saranno i più sensibili nella gamma di energia a partire da oltre 20 GeV. Il prototipo LST (LST-1) è stato inaugurato nell'ottobre 2018 a La Palma ed è il primo telescopio del CTA. Non lontano da esso (circa 100 m di distanza), sono installati i due telescopi di MAGIC. MAGIC è un sistema di due telescopi Cherenkov, che operano in modalità stereoscopica dal 2009. La co-locazione e la vicinanza di questi tre telescopi offrono la possibilità di calibrare in modo incrociato gli strumenti e analizzare osservazioni congiunte, estrapolando i parametri ricostruiti dai singoli sistemi relativi allo stesso "extensive air shower". Le analisi combinate degli eventi triggerati dai tre telescopi, permettono una ricostruzione più accurata della geometria dello sciame, che porta a migliori risoluzioni energetiche e angolari, e ad una migliore discriminazione degli eventi di fondo. A questo scopo, ho partecipato allo sviluppo della pipeline di analisi per osservazioni congiunte di sorgenti di raggi gamma con MAGIC e LST-1, basata su ctapipe (il prototipo di pipeline di CTA). In questa tesi presenterò i primi risultati della pipeline, ottenuti analizzando i dati di MAGIC. Mostrerò il confronto con i risultati di MARS (il software di analisi di MAGIC) e le prestazioni del telescopio.