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A1  - Wagner, S. J.
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A1  - Wagner, R. M.
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T1  - Constraints on particle acceleration in SS433/W50 from MAGIC and HESS observations
JF  - Astronomy and astrophysics : an international weekly journal
N2  - Context. The large jet kinetic power and non-thermal processes occurring in the microquasar SS 433 make this source a good candidate for a very high-energy (VHE) gamma-ray emitter. Gamma-ray fluxes above the sensitivity limits of current Cherenkov telescopes have been predicted for both the central X-ray binary system and the interaction regions of SS 433 jets with the surrounding W50 nebula. Non-thermal emission at lower energies has been previously reported, indicating that efficient particle acceleration is taking place in the system. Aims. We explore the capability of SS 433 to emit VHE gamma rays during periods in which the expected flux attenuation due to periodic eclipses (P-orb similar to 13.1 days) and precession of the circumstellar disk (P-pre similar to 162 days) periodically covering the central binary system is expected to be at its minimum. The eastern and western SS 433/W50 interaction regions are also examined using the whole data set available. We aim to constrain some theoretical models previously developed for this system with our observations. Methods. We made use of dedicated observations from the Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov telescopes (MAGIC) and High Energy Spectroscopic System (H.E.S.S.) of SS 433 taken from 2006 to 2011. These observation were combined for the first time and accounted for a total effective observation time of 16.5 h, which were scheduled considering the expected phases of minimum absorption of the putative VHE emission. Gamma-ray attenuation does not affect the jet/medium interaction regions. In this case, the analysis of a larger data set amounting to similar to 40-80 h, depending on the region, was employed. Results. No evidence of VHE gamma-ray emission either from the central binary system or from the eastern/western interaction regions was found. Upper limits were computed for the combined data set. Differential fluxes from the central system are found to be less than or similar to 10(-12)-10(-13) TeV-1 cm(-2) s(-1) in an energy interval ranging from similar to few x 100 GeV to similar to few TeV. Integral flux limits down to similar to 10(-12)-10(-13) ph cm(-2) s(-1) and similar to 10(-13)-10(-14) ph cm(-2) s(-1) are obtained at 300 and 800 GeV, respectively. Our results are used to place constraints on the particle acceleration fraction at the inner jet regions and on the physics of the jet/medium interactions. Conclusions. Our findings suggest that the fraction of the jet kinetic power that is transferred to relativistic protons must be relatively small in SS 433, q(p) <= 2.5 x 10(-5), to explain the lack of TeV and neutrino emission from the central system. At the SS 433/W50 interface, the presence of magnetic fields greater than or similar to 10 mu G is derived assuming a synchrotron origin for the observed X-ray emission. This also implies the presence of high-energy electrons with E-e up to 50 TeV, preventing an efficient production of gamma-ray fluxes in these interaction regions.
KW  - gamma rays: general
KW  - stars: black holes
KW  - X-rays: binaries
KW  - ISM: jets and outflows
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731169
SN  - 1432-0746
VL  - 612
PB  - EDP Sciences
CY  - Les Ulis
ER  - 
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A1  - Orito, R.
A1  - Orlati, A.
A1  - Ostrowski, M.
A1  - Oya, I.
A1  - Padovani, Marco
A1  - Palacio, J.
A1  - Palatka, M.
A1  - Paredes, Josep M.
A1  - Pavy, S.
A1  - Persic, M.
A1  - Petrucci, P.
A1  - Petruk, Oleh
A1  - Pisarski, A.
A1  - Pohl, Martin
A1  - Porcelli, A.
A1  - Prandini, E.
A1  - Prast, J.
A1  - Principe, G.
A1  - Prouza, M.
A1  - Pueschel, Elisa
A1  - Puelhofer, G.
A1  - Quirrenbach, A.
A1  - Rameez, M.
A1  - Reimer, O.
A1  - Renaud, M.
A1  - Ribo, M.
A1  - Rico, J.
A1  - Rizi, V.
A1  - Rodriguez, J.
A1  - Fernandez, G. Rodriguez
A1  - Rodriguez Vazquez, J. J.
A1  - Romano, Patrizia
A1  - Romeo, G.
A1  - Rosado, J.
A1  - Rousselle, J.
A1  - Rowell, G.
A1  - Rudak, B.
A1  - Sadeh, I.
A1  - Safi-Harb, S.
A1  - Saito, T.
A1  - Sakaki, N.
A1  - Sanchez, D.
A1  - Sangiorgi, P.
A1  - Sano, H.
A1  - Santander, M.
A1  - Sarkar, S.
A1  - Sawada, M.
A1  - Schioppa, E. J.
A1  - Schoorlemmer, H.
A1  - Schovanek, P.
A1  - Schussler, F.
A1  - Sergijenko, O.
A1  - Servillat, M.
A1  - Shalchi, A.
A1  - Shellard, R. C.
A1  - Siejkowski, H.
A1  - Sillanpaa, A.
A1  - Simone, D.
A1  - Sliusar, V.
A1  - Sol, H.
A1  - Stanic, S.
A1  - Starling, R.
A1  - Stawarz, L.
A1  - Stefanik, S.
A1  - Stephan, M.
A1  - Stolarczyk, T.
A1  - Szanecki, M.
A1  - Szepieniec, T.
A1  - Tagliaferri, G.
A1  - Tajima, H.
A1  - Takahashi, M.
A1  - Takeda, J.
A1  - Tanaka, M.
A1  - Tanaka, S.
A1  - Tejedor, L. A.
A1  - Telezhinsky, Igor O.
A1  - Temnikov, P.
A1  - Terada, Y.
A1  - Tescaro, D.
A1  - Teshima, M.
A1  - Testa, V.
A1  - Thoudam, S.
A1  - Tokanai, F.
A1  - Torres, D. F.
A1  - Torresi, E.
A1  - Tosti, G.
A1  - Townsley, C.
A1  - Travnicek, P.
A1  - Trichard, C.
A1  - Trifoglio, M.
A1  - Tsujimoto, S.
A1  - Vagelli, V.
A1  - Vallania, P.
A1  - Valore, L.
A1  - van Driel, W.
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A1  - Vandenbroucke, Justin
A1  - Vassiliev, V.
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A1  - Vercellone, Stefano
A1  - Vergani, S.
A1  - Vigorito, C.
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A1  - Vrastil, M.
A1  - Vazquez Acosta, M. L.
A1  - Wagner, S. J.
A1  - Wagner, R.
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A1  - Williams, D. A.
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A1  - Yamamoto, T.
A1  - Yamamoto, H.
A1  - Yamazaki, Ryo
A1  - Yanagita, S.
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A1  - Yoshida, M.
A1  - Yoshiike, S.
A1  - Yoshikoshi, T.
A1  - Zacharias, M.
A1  - Zampieri, L.
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A1  - Zavrtanik, M.
A1  - Zavrtanik, D.
A1  - Zdziarski, A.
A1  - Zech, Alraune
A1  - Zechlin, Hannes
A1  - Zhdanov, V.
A1  - Ziegler, A.
A1  - Zorn, J.
T1  - Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7-3946
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - We perform simulations for future Cherenkov Telescope Array (CTA) observations of RX J1713.7-3946, a young supernova remnant (SNR) and one of the brightest sources ever discovered in very high energy (VHE) gamma rays. Special attention is paid to exploring possible spatial (anti) correlations of gamma rays with emission at other wavelengths, in particular X-rays and CO/H I emission. We present a series of simulated images of RX J1713.7-3946 for CTA based on a set of observationally motivated models for the gamma-ray emission. In these models, VHE gamma rays produced by high-energy electrons are assumed to trace the nonthermal X-ray emission observed by XMM-Newton, whereas those originating from relativistic protons delineate the local gas distributions. The local atomic and molecular gas distributions are deduced by the NANTEN team from CO and H I observations. Our primary goal is to show how one can distinguish the emission mechanism(s) of the gamma rays (i.e., hadronic versus leptonic, or a mixture of the two) through information provided by their spatial distribution, spectra, and time variation. This work is the first attempt to quantitatively evaluate the capabilities of CTA to achieve various proposed scientific goals by observing this important cosmic particle accelerator.
KW  - cosmic rays
KW  - gamma rays: ISM
KW  - ISM: individual objects (RX J1713.7-3946, G347.3-0.5)
Y1  - 2017
U6  - https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa6d67
SN  - 0004-637X
SN  - 1538-4357
VL  - 840
IS  - 2
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Acharya, B. S.
A1  - Aramo, C.
A1  - Babic, A.
A1  - Barrio, J. A.
A1  - Baushev, Anton N.
A1  - Tjus, J. Becker
A1  - Berge, David
A1  - Bohacova, M.
A1  - Bonardi, A.
A1  - Brown, A.
A1  - Bugaev, V.
A1  - Bulik, Tomasz
A1  - Burton, M.
A1  - Busetto, G.
A1  - Caraveo, P. A.
A1  - Carosi, R.
A1  - Carr, John
A1  - Chadwick, Paula M.
A1  - Chudoba, J.
A1  - Conforti, V.
A1  - Connaughton, V.
A1  - Contreras, J. L.
A1  - Cotter, G.
A1  - Dazzi, F.
A1  - De Franco, A.
A1  - de la Calle, I.
A1  - Lopez, R. de los Reyes
A1  - De Lotto, B.
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A1  - Di Giulio, C.
A1  - Di Pierro, F.
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A1  - Ebr, J.
A1  - Egberts, Kathrin
A1  - Fesquet, M.
A1  - Fleischhack, H.
A1  - Font, L.
A1  - Fontaine, G.
A1  - Foerster, A.
A1  - Füßling, Matthias
A1  - Garcia, B.
A1  - Lopez, R. Garcia
A1  - Garczarczyk, M.
A1  - Gargano, F.
A1  - Garrido, D.
A1  - Gaug, M.
A1  - Giglietto, N.
A1  - Giordano, F.
A1  - Giuliani, A.
A1  - Godinovic, N.
A1  - Gonzalez, M. M.
A1  - Grabarczyk, T.
A1  - Hassan, T.
A1  - Hoerandel, J.
A1  - Hrabovsky, M.
A1  - Hrupec, D.
A1  - Humensky, T. B.
A1  - Huovelin, J.
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A1  - Janecek, P.
A1  - Kaaret, P. E.
A1  - Katz, U.
A1  - Kaufmann, S.
A1  - Khelifi, B.
A1  - Kluzniak, W.
A1  - Kocot, J.
A1  - Komin, N.
A1  - Kubo, H.
A1  - Kushida, J.
A1  - Lamanna, G.
A1  - Lee, W. H.
A1  - Lenain, J. -P.
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A1  - Lombardi, S.
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A1  - Maier, G.
A1  - Majumdar, P.
A1  - Malaguti, G.
A1  - Mandat, D.
A1  - Mazziotta, Mario Nicola
A1  - Meagher, K.
A1  - Mirabal, N.
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A1  - Moulin, Emmanuel
A1  - Niemiec, J.
A1  - Nievas, M.
A1  - Nishijima, K.
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A1  - Nunio, F.
A1  - Ohishi, M.
A1  - Ohm, S.
A1  - Ong, R. A.
A1  - Orito, R.
A1  - Otte, N.
A1  - Palatka, M.
A1  - Pareschi, G.
A1  - Pech, M.
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A1  - Prouza, M.
A1  - Quirrenbach, A.
A1  - Raino, S.
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A1  - Romano, Patrizia
A1  - Rovero, A. C.
A1  - Rudak, B.
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A1  - Stefanik, S.
A1  - Stolarczyk, T.
A1  - Szanecki, M.
A1  - Szepieniec, T.
A1  - Tejedor, L. A.
A1  - Telezhinsky, Igor O.
A1  - Teshima, M.
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A1  - Vercellone, S.
A1  - Vigorito, C.
A1  - Wagner, S. J.
A1  - Wakely, S. P.
A1  - Weinstein, A.
A1  - Wierzcholska, A.
A1  - Wilhelm, Alina
A1  - Wojcik, P.
A1  - Yoshikoshi, T.
T1  - The Cherenkov Telescope Array potential for the study of young supernova remnants
JF  - Astroparticle physics
N2  - Supernova remnants (SNRs) are among the most important targets for gamma-ray observatories. Being prominent non-thermal sources, they are very likely responsible for the acceleration of the bulk of Galactic cosmic rays (CRS). To firmly establish the SNR paradigm for the origin of cosmic rays, it should be confirmed that protons are indeed accelerated in, and released from, SNRs with the appropriate flux and spectrum. This can be done by detailed theoretical models which account for microphysics of acceleration and various radiation processes of hadrons and leptons. The current generation of Cherenkov telescopes has insufficient sensitivity to constrain theoretical models. A new facility, the Cherenkov Telescope Array (CTA), will have superior capabilities and may finally resolve this long standing issue of high-energy astrophysics. We want to assess the capabilities of CTA to reveal the physics of various types of SNRs in the initial 2000 years of their evolution. During this time, the efficiency to accelerate cosmic rays is highest. We perform time-dependent simulations of the hydrodynamics, the magnetic fields, the cosmic-ray acceleration, and the non-thermal emission for type Ia, Ic and IIP SNRs. We calculate the CTA response to the y-ray emission from these SNRs for various ages and distances, and we perform a realistic analysis of the simulated data. We derive distance limits for the detectability and resolvability of these SNR types at several ages. We test the ability of CTA to reconstruct their morphological and spectral parameters as a function of their distance. Finally, we estimate how well CTA data will constrain the theoretical models. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
KW  - Acceleration of particles
KW  - Gamma rays: General
KW  - ISM: Supernova remnants
KW  - Radiation mechanisms: Non-termal
Y1  - 2015
U6  - https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2014.08.005
SN  - 0927-6505
SN  - 1873-2852
VL  - 62
SP  - 152
EP  - 164
PB  - Elsevier
CY  - Amsterdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Abramowski, Attila
A1  - Acero, F.
A1  - Aharonian, Felix A.
A1  - Akhperjanian, A. G.
A1  - Anton, Gisela
A1  - Balzer, Arnim
A1  - Barnacka, Anna
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A1  - Becherini, Yvonne
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A1  - Brun, Francois
A1  - Brun, Pierre
A1  - Bulik, Tomasz
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A1  - Eger, P.
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A1  - Reimer, O.
A1  - Renaud, M.
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A1  - Schwarzburg, S.
A1  - Schwemmer, S.
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A1  - Skilton, J. L.
A1  - Sol, H.
A1  - Spengler, G.
A1  - Stawarz, L.
A1  - Steenkamp, R.
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A1  - Stinzing, F.
A1  - Stycz, K.
A1  - Sushch, Iurii
A1  - Szostek, A.
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A1  - Valerius, K.
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A1  - Blanch Bigas, O.
A1  - Bock, R. K.
A1  - Boller, A.
A1  - Bonnoli, G.
A1  - Tridon, D. Borla
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A1  - Canellas, A.
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A1  - Delgado Mendez, C.
A1  - Diago Ortega, A.
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A1  - Hose, J.
A1  - Hrupec, D.
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A1  - Klepser, S.
A1  - Kraehenbuehl, T.
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A1  - Mirzoyan, R.
A1  - Miyamoto, H.
A1  - Moldon, J.
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A1  - Orito, R.
A1  - Oya, I.
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A1  - Paredes, J. M.
A1  - Partini, S.
A1  - Pasanen, M.
A1  - Pauss, F.
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A1  - Pochon, J.
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A1  - Moroni, P. G. Prada
A1  - Prandini, E.
A1  - Puljak, I.
A1  - Reichardt, I.
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A1  - Rhode, W.
A1  - Ribo, M.
A1  - Rico, J.
A1  - Ruegamer, S.
A1  - Saggion, A.
A1  - Saito, K.
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A1  - Bradbury, S. M.
A1  - Buckley, J. H.
A1  - Bugaev, V.
A1  - Byrum, K.
A1  - Cannon, A.
A1  - Cesarini, A.
A1  - Ciupik, L.
A1  - Connolly, M. P.
A1  - Cui, W.
A1  - Dickherber, R.
A1  - Duke, C.
A1  - Errando, M.
A1  - Falcone, A.
A1  - Finley, J. P.
A1  - Finnegan, G.
A1  - Fortson, L.
A1  - Furniss, A.
A1  - Galante, N.
A1  - Gall, D.
A1  - Godambe, S.
A1  - Griffin, S.
A1  - Grube, J.
A1  - Gyuk, G.
A1  - Hanna, D.
A1  - Holder, J.
A1  - Huan, H.
A1  - Hui, C. M.
A1  - Kaaret, P.
A1  - Karlsson, N.
A1  - Kertzman, M.
A1  - Khassen, Y.
A1  - Kieda, D.
A1  - Krawczynski, H.
A1  - Krennrich, F.
A1  - Lang, M. J.
A1  - LeBohec, S.
A1  - Maier, G.
A1  - McArthur, S.
A1  - McCann, A.
A1  - Moriarty, P.
A1  - Mukherjee, R.
A1  - Nunez, P. D.
A1  - Ong, R. A.
A1  - Orr, M.
A1  - Otte, A. N.
A1  - Park, N.
A1  - Perkins, J. S.
A1  - Pichel, A.
A1  - Pohl, Martin
A1  - Prokoph, H.
A1  - Ragan, K.
A1  - Reyes, L. C.
A1  - Reynolds, P. T.
A1  - Roache, E.
A1  - Rose, H. J.
A1  - Ruppel, J.
A1  - Schroedter, M.
A1  - Sembroski, G. H.
A1  - Sentuerk, G. D.
A1  - Telezhinsky, Igor O.
A1  - Tesic, G.
A1  - Theiling, M.
A1  - Thibadeau, S.
A1  - Varlotta, A.
A1  - Vassiliev, V. V.
A1  - Vivier, M.
A1  - Wakely, S. P.
A1  - Weekes, T. C.
A1  - Williams, D. A.
A1  - Zitzer, B.
A1  - de Almeida, U. Barres
A1  - Cara, M.
A1  - Casadio, C.
A1  - Cheung, C. C.
A1  - McConville, W.
A1  - Davies, F.
A1  - Doi, A.
A1  - Giovannini, G.
A1  - Giroletti, M.
A1  - Hada, K.
A1  - Hardee, P.
A1  - Harris, D. E.
A1  - Junor, W.
A1  - Kino, M.
A1  - Lee, N. P.
A1  - Ly, C.
A1  - Madrid, J.
A1  - Massaro, F.
A1  - Mundell, C. G.
A1  - Nagai, H.
A1  - Perlman, E. S.
A1  - Steele, I. A.
A1  - Walker, R. C.
A1  - Wood, D. L.
T1  - The 2010 very high energy gamma-ray flare and 10 years ofmulti-wavelength oservations of M 87
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - The giant radio galaxy M 87 with its proximity (16 Mpc), famous jet, and very massive black hole ((3-6) x 10(9) M-circle dot) provides a unique opportunity to investigate the origin of very high energy (VHE; E > 100 GeV) gamma-ray emission generated in relativistic outflows and the surroundings of supermassive black holes. M 87 has been established as a VHE gamma-ray emitter since 2006. The VHE gamma-ray emission displays strong variability on timescales as short as a day. In this paper, results from a joint VHE monitoring campaign on M 87 by the MAGIC and VERITAS instruments in 2010 are reported. During the campaign, a flare at VHE was detected triggering further observations at VHE (H.E.S.S.), X-rays (Chandra), and radio (43 GHz Very Long Baseline Array, VLBA). The excellent sampling of the VHE gamma-ray light curve enables one to derive a precise temporal characterization of the flare: the single, isolated flare is well described by a two-sided exponential function with significantly different flux rise and decay times of tau(rise)(d) = (1.69 +/- 0.30) days and tau(decay)(d) = (0.611 +/- 0.080) days, respectively. While the overall variability pattern of the 2010 flare appears somewhat different from that of previous VHE flares in 2005 and 2008, they share very similar timescales (similar to day), peak fluxes (Phi(>0.35 TeV) similar or equal to (1-3) x 10(-11) photons cm(-2) s(-1)), and VHE spectra. VLBA radio observations of 43 GHz of the inner jet regions indicate no enhanced flux in 2010 in contrast to observations in 2008, where an increase of the radio flux of the innermost core regions coincided with a VHE flare. On the other hand, Chandra X-ray observations taken similar to 3 days after the peak of the VHE gamma-ray emission reveal an enhanced flux from the core (flux increased by factor similar to 2; variability timescale <2 days). The long-term (2001-2010) multi-wavelength (MWL) light curve of M 87, spanning from radio to VHE and including data from Hubble Space Telescope, Liverpool Telescope, Very Large Array, and European VLBI Network, is used to further investigate the origin of the VHE gamma-ray emission. No unique, common MWL signature of the three VHE flares has been identified. In the outer kiloparsec jet region, in particular in HST-1, no enhanced MWL activity was detected in 2008 and 2010, disfavoring it as the origin of the VHE flares during these years. Shortly after two of the three flares (2008 and 2010), the X-ray core was observed to be at a higher flux level than its characteristic range (determined from more than 60 monitoring observations: 2002-2009). In 2005, the strong flux dominance of HST-1 could have suppressed the detection of such a feature. Published models for VHE gamma-ray emission from M 87 are reviewed in the light of the new data.
KW  - galaxies: active
KW  - galaxies: individual (M 87)
KW  - galaxies: jets
KW  - galaxies: nuclei
KW  - gamma rays: galaxies
KW  - radiation mechanisms: non-thermal
Y1  - 2012
U6  - https://doi.org/10.1088/0004-637X/746/2/151
SN  - 0004-637X
VL  - 746
IS  - 2
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
ER  -