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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  - Hose, J.
A1  - Hrupec, D.
A1  - Jogler, T.
A1  - Klepser, S.
A1  - Kraehenbuehl, T.
A1  - Kranich, D.
A1  - Krause, J.
A1  - La Barbera, A.
A1  - Leonardo, E.
A1  - Lindfors, E.
A1  - Lombardi, S.
A1  - Lopez, M.
A1  - Lorenz, E.
A1  - Majumdar, P.
A1  - Makariev, E.
A1  - Maneva, G.
A1  - Mankuzhiyil, N.
A1  - Mannheim, K.
A1  - Maraschi, L.
A1  - Mariotti, M.
A1  - Martinez, M.
A1  - Mazin, D.
A1  - Meucci, M.
A1  - Miranda, J. M.
A1  - Mirzoyan, R.
A1  - Miyamoto, H.
A1  - Moldon, J.
A1  - Moralejo, A.
A1  - Nieto, D.
A1  - Nilsson, K.
A1  - Orito, R.
A1  - Oya, I.
A1  - Paoletti, R.
A1  - Paredes, J. M.
A1  - Partini, S.
A1  - Pasanen, M.
A1  - Pauss, F.
A1  - Pegna, R. G.
A1  - Perez-Torres, M. A.
A1  - Persic, M.
A1  - Peruzzo, J.
A1  - Pochon, J.
A1  - Moroni, P. G. Prada
A1  - Prada, F.
A1  - Prandini, E.
A1  - Puchades, N.
A1  - Puljak, I.
A1  - Reichardt, T.
A1  - Reinthal, R.
A1  - Rhode, W.
A1  - Ribo, M.
A1  - Rico, J.
A1  - Rissi, M.
A1  - Ruegamer, S.
A1  - Saggion, A.
A1  - Saito, K.
A1  - Saito, T. Y.
A1  - Salvati, M.
A1  - Sanchez-Conde, M.
A1  - Satalecka, K.
A1  - Scalzotto, V.
A1  - Scapin, V.
A1  - Schultz, C.
A1  - Schweizer, T.
A1  - Shayduk, M.
A1  - Shore, S. N.
A1  - Sierpowska-Bartosik, A.
A1  - Sillanpaa, A.
A1  - Sitarek, J.
A1  - Sobczynska, D.
A1  - Spanier, F.
A1  - Spiro, S.
A1  - Stamerra, A.
A1  - Steinke, B.
A1  - Storz, J.
A1  - Strah, N.
A1  - Struebig, J. C.
A1  - Suric, T.
A1  - Takalo, L. O.
A1  - Tavecchio, F.
A1  - Temnikov, P.
A1  - Terzic, T.
A1  - Tescaro, D.
A1  - Teshima, M.
A1  - Vankov, H.
A1  - Wagner, R. M.
A1  - Weitzel, Q.
A1  - Zabalza, V.
A1  - Zandanel, F.
A1  - Zanin, R.
A1  - Acciari, V. A.
A1  - Arlen, T.
A1  - Aune, T.
A1  - Benbow, W.
A1  - Boltuch, D.
A1  - Bradbury, S. M.
A1  - Buckley, J. H.
A1  - Bugaev, V.
A1  - Cannon, A.
A1  - Cesarini, A.
A1  - Ciupik, L.
A1  - Cui, W.
A1  - Dickherber, R.
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  - Gillanders, G. H.
A1  - Godambe, S.
A1  - Grube, J.
A1  - Guenette, R.
A1  - Gyuk, G.
A1  - Hanna, D.
A1  - Holder, J.
A1  - Huang, D.
A1  - Hui, C. M.
A1  - Humensky, T. B.
A1  - Kaaret, P.
A1  - Karlsson, N.
A1  - Kertzman, M.
A1  - Kieda, D.
A1  - Konopelko, A.
A1  - Krawczynski, H.
A1  - Krennrich, F.
A1  - Lang, M. J.
A1  - Maier, G.
A1  - McArthur, S.
A1  - McCann, A.
A1  - McCutcheon, M.
A1  - Moriarty, P.
A1  - Mukherjee, R.
A1  - Ong, R.
A1  - Otte, N.
A1  - Pandel, D.
A1  - Perkins, J. S.
A1  - Pichel, A.
A1  - Pohl, M.
A1  - Quinn, J.
A1  - Ragan, K.
A1  - Reyes, L. C.
A1  - Reynolds, P. T.
A1  - Roache, E.
A1  - Rose, H. J.
A1  - Rovero, A. C.
A1  - Schroedter, M.
A1  - Sembroski, G. H.
A1  - Senturk, G. D.
A1  - Steele, D.
A1  - Swordy, S. P.
A1  - Tesic, G.
A1  - Theiling, M.
A1  - Thibadeau, S.
A1  - Varlotta, A.
A1  - Vincent, S.
A1  - Wakely, S. P.
A1  - Ward, J. E.
A1  - Weekes, T. C.
A1  - Weinstein, A.
A1  - Weisgarber, T.
A1  - Williams, D. A.
A1  - Wood, M.
A1  - Zitzer, B.
A1  - Villata, M.
A1  - Raiteri, C. M.
A1  - Aller, H. D.
A1  - Aller, M. F.
A1  - Arkharov, A. A.
A1  - Blinov, D. A.
A1  - Calcidese, P.
A1  - Chen, W. P.
A1  - Efimova, N. V.
A1  - Kimeridze, G.
A1  - Konstantinova, T. S.
A1  - Kopatskaya, E. N.
A1  - Koptelova, E.
A1  - Kurtanidze, O. M.
A1  - Kurtanidze, S. O.
A1  - Lahteenmaki, A.
A1  - Larionov, V. M.
A1  - Larionova, E. G.
A1  - Larionova, L. V.
A1  - Ligustri, R.
A1  - Morozova, D. A.
A1  - Nikolashvili, M. G.
A1  - Sigua, L. A.
A1  - Troitsky, I. S.
A1  - Angelakis, E.
A1  - Capalbi, M.
A1  - Carraminana, A.
A1  - Carrasco, L.
A1  - Cassaro, P.
A1  - de la Fuente, E.
A1  - Gurwell, M. A.
A1  - Kovalev, Y. Y.
A1  - Kovalev, Yu. A.
A1  - Krichbaum, T. P.
A1  - Krimm, H. A.
A1  - Leto, Paolo
A1  - Lister, M. L.
A1  - Maccaferri, G.
A1  - Moody, J. W.
A1  - Mori, Y.
A1  - Nestoras, I.
A1  - Orlati, A.
A1  - Pagani, C.
A1  - Pace, C.
A1  - Pearson, R.
A1  - Perri, M.
A1  - Piner, B. G.
A1  - Pushkarev, A. B.
A1  - Ros, E.
A1  - Sadun, A. C.
A1  - Sakamoto, T.
A1  - Tornikoski, M.
A1  - Yatsu, Y.
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  -