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A1  - Grube, J.
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A1  - Holder, J.
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A1  - Karlsson, N.
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A1  - Pohl, M.
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A1  - Zook, A.
T1  - Insights into the high-energy gamma-Ray emission of markarian 501 fromextensive multifrequency observations in the fermi era
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - We report on the gamma-ray activity of the blazar Mrk 501 during the first 480 days of Fermi operation. We find that the average Large Area Telescope (LAT) gamma-ray spectrum of Mrk 501 can be well described by a single power-law function with a photon index of 1.78 +/- 0.03. While we observe relatively mild flux variations with the Fermi-LAT (within less than a factor of two), we detect remarkable spectral variability where the hardest observed spectral index within the LAT energy range is 1.52 +/- 0.14, and the softest one is 2.51 +/- 0.20. These unexpected spectral changes do not correlate with the measured flux variations above 0.3 GeV. In this paper, we also present the first results from the 4.5 month long multifrequency campaign (2009 March 15-August 1) on Mrk 501, which included the Very Long Baseline Array (VLBA), Swift, RXTE, MAGIC, and VERITAS, the F-GAMMA, GASP-WEBT, and other collaborations and instruments which provided excellent temporal and energy coverage of the source throughout the entire campaign. The extensive radio to TeV data set from this campaign provides us with the most detailed spectral energy distribution yet collected for this source during its relatively low activity. The average spectral energy distribution of Mrk 501 is well described by the standard one-zone synchrotron self-Compton (SSC) model. In the framework of this model, we find that the dominant emission region is characterized by a size less than or similar to 0.1 pc (comparable within a factor of few to the size of the partially resolved VLBA core at 15-43 GHz), and that the total jet power (similar or equal to 10(44) erg s(-1)) constitutes only a small fraction (similar to 10(-3)) of the Eddington luminosity. The energy distribution of the freshly accelerated radiating electrons required to fit the time-averaged data has a broken power-law form in the energy range 0.3 GeV-10 TeV, with spectral indices 2.2 and 2.7 below and above the break energy of 20 GeV. We argue that such a form is consistent with a scenario in which the bulk of the energy dissipation within the dominant emission zone of Mrk 501 is due to relativistic, proton-mediated shocks. We find that the ultrarelativistic electrons and mildly relativistic protons within the blazar zone, if comparable in number, are in approximate energy equipartition, with their energy dominating the jet magnetic field energy by about two orders of magnitude.
KW  - acceleration of particles
KW  - BL Lacertae objects: general
KW  - BL Lacertae objects: individual (Mrk 501)
KW  - galaxies: active
KW  - gamma rays: general
KW  - radiation mechanisms: non-thermal
Y1  - 2011
U6  - https://doi.org/10.1088/0004-637X/727/2/129
SN  - 0004-637X
VL  - 727
IS  - 2
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
ER  - 
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A1  - Aharonian, Felix A.
A1  - Benkhali, Faical  Ait
A1  - Akhperjanian, A. G.
A1  - Angüner, Ekrem Oǧuzhan
A1  - Anton, Gisela
A1  - Backes, Michael
A1  - Balenderan, Shangkari
A1  - Balzer, Arnim
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A1  - Becherini, Yvonne
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A1  - Taylor, A. M.
A1  - Terrier, R.
A1  - Tluczykont, M.
A1  - Trichard, C.
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A1  - van Eldik, C.
A1  - van Soelen, B.
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A1  - Vincent, P.
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A1  - Wagner, P.
A1  - Wagner, R. M.
A1  - Ward, M.
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A1  - Weitzel, Q.
A1  - White, R.
A1  - Wierzcholska, A.
A1  - Willmann, P.
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A1  - Zech, Alraune
A1  - Zechlin, H. -S.
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A1  - Pletsch, H.
A1  - Uchiyama, Y.
T1  - Probing the gamma-ray emission from HESS J1834-087 using HESS and Fermi LAT observations
JF  - Astronomy and astrophysics : an international weekly journal
N2  - Aims. Previous observations with the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) have revealed an extended very-high-energy (VHE; E > 100 GeV) gamma-ray source, HESS J1834-087, coincident with the supernova remnant (SNR) W41. The origin of the gamma-ray emission was investigated in more detail with the H.E.S.S. array and the Large Area Telescope (LAT) onboard the Fermi Gamma-ray Space Telescope.
 Methods. The gamma-ray data provided by 61 h of observations with H.E.S.S., and four years with the Fermi LAT were analyzed, covering over five decades in energy from 1.8 GeV up to 30 TeV. The morphology and spectrum of the TeV and GeV sources were studied and multiwavelength data were used to investigate the origin of the gamma-ray emission toward W41.
 Results. The TeV source can be modeled with a sum of two components: one point-like and one significantly extended (sigma(TeV) = 0.17 degrees +/- 0.01 degrees), both centered on SNR W41 and exhibiting spectra described by a power law with index Gamma(TeV) similar or equal to 2.6. The GeV source detected with Fermi LAT is extended (sigma(GeV) = 0.15 degrees +/- 0.03 degrees) and morphologically matches the VHE emission. Its spectrum can be described by a power-law model with an index Gamma(GeV) = 2.15 +/- 0.12 and smoothly joins the spectrum of the whole TeV source. A break appears in the gamma-ray spectra around 100 GeV. No pulsations were found in the GeV range.
 Conclusions. Two main scenarios are proposed to explain the observed emission: a pulsar wind nebula (PWN) or the interaction of SNR W41 with an associated molecular cloud. X-ray observations suggest the presence of a point-like source (a pulsar candidate) near the center of the remnant and nonthermal X-ray diffuse emission that could arise from the possibly associated PWN. The PWN scenario is supported by the compatible positions of the TeV and GeV sources with the putative pulsar. However, the spectral energy distribution from radio to gamma-rays is reproduced by a one-zone leptonic model only if an excess of low-energy electrons is injected following a Maxwellian distribution by a pulsar with a high spin-down power (> 10(37) erg s(-1)). This additional low-energy component is not needed if we consider that the point-like TeV source is unrelated to the extended GeV and TeV sources. The interacting SNR scenario is supported by the spatial coincidence between the gamma-ray sources, the detection of OH (1720 MHz) maser lines, and the hadronic modeling.
KW  - acceleration of particles
KW  - ISM: supernova remnants
KW  - ISM: clouds
KW  - cosmic rays
Y1  - 2015
U6  - https://doi.org/10.1051/0004-6361/201322694
SN  - 0004-6361
SN  - 1432-0746
VL  - 574
PB  - EDP Sciences
CY  - Les Ulis
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Abeysekara, A. U.
A1  - Archer, A.
A1  - Benbow, Wystan
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A1  - Brose, Robert
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T1  - VERITAS and Fermi-LAT Observations of TeV Gamma-Ray Sources Discovered by HAWC in the 2HWC Catalog
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - The High Altitude Water Cherenkov (HAWC) collaboration recently published their 2HWC catalog, listing 39 very high energy (VHE; >100 GeV) gamma-ray sources based on 507 days of observation. Among these, 19 sources are not associated with previously known teraelectronvolt (TeV) gamma-ray sources. We have studied 14 of these sources without known counterparts with VERITAS and Fermi-LAT. VERITAS detected weak gamma-ray emission in the 1 TeV-30 TeV band in the region of DA 495, a pulsar wind nebula coinciding with 2HWC J1953+294, confirming the discovery of the source by HAWC. We did not find any counterpart for the selected 14 new HAWC sources from our analysis of Fermi-LAT data for energies higher than 10 GeV. During the search, we detected gigaelectronvolt (GeV) gamma-ray emission coincident with a known TeV pulsar wind nebula, SNR G54.1+0.3 (VER J1930+188), and a 2HWC source, 2HWC J1930+188. The fluxes for isolated, steady sources in the 2HWC catalog are generally in good agreement with those measured by imaging atmospheric Cherenkov telescopes. However, the VERITAS fluxes for SNR G54.1+0.3, DA 495, and TeV J2032+4130 are lower than those measured by HAWC, and several new HAWC sources are not detected by VERITAS. This is likely due to a change in spectral shape, source extension, or the influence of diffuse emission in the source region.
KW  - gamma rays: general
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.3847/1538-4357/aade4e
SN  - 0004-637X
SN  - 1538-4357
VL  - 866
IS  - 1
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ackermann, Margit
A1  - Ajello, M.
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A1  - Baldini, L.
A1  - Ballet, J.
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T1  - A cocoon of freshly accelerated cosmic rays detected by fermi in the cygnus superbubble
JF  - Science
N2  - The origin of Galactic cosmic rays is a century-long puzzle. Indirect evidence points to their acceleration by supernova shockwaves, but we know little of their escape from the shock and their evolution through the turbulent medium surrounding massive stars. Gamma rays can probe their spreading through the ambient gas and radiation fields. The Fermi Large Area Telescope (LAT) has observed the star-forming region of Cygnus X. The 1- to 100-gigaelectronvolt images reveal a 50-parsec-wide cocoon of freshly accelerated cosmic rays that flood the cavities carved by the stellar winds and ionization fronts from young stellar clusters. It provides an example to study the youth of cosmic rays in a superbubble environment before they merge into the older Galactic population.
Y1  - 2011
U6  - https://doi.org/10.1126/science.1210311
SN  - 0036-8075
VL  - 334
IS  - 6059
SP  - 1103
EP  - 1107
PB  - American Assoc. for the Advancement of Science
CY  - Washington
ER  -