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Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Anton, Gisela ; Backes, Michael ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Bissaldi, E. ; Biteau, Jonathan ; Boettcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Brucker, J. ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Chadwick, Paula M. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Cheesebrough, A. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Fussling, Matthias ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kneiske, T. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Meintjes, P. J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Naumann, C. L. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Wilhelmi, E. de Ona ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perez, J. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Raue, M. ; Reichardt, I. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Reyes, R. de los ; Rieger, F. ; Rob, L. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sol, H. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Vuillaume, T. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S. ; Malyshev, D.
Context. Very-high-energy (VHE; E > 100 GeV) gamma-ray emission from blazars inevitably gives rise to electron-positron pair production through the interaction of these gamma-rays with the extragalactic background light (EBL). Depending on the magnetic fields in the proximity of the source, the cascade initiated from pair production can result in either an isotropic halo around an initially- beamed source or a magnetically- broadened cascade :aux.
Aims. Both extended pair-halo (PH) and magnetically broadened cascade (MBC) emission from regions surrounding the blazars 1ES 1101-232, IRS 0229+200, and PKS 2155-304 were searched for using VHE y-ray data taken with the High Energy Stereoscopic System (HESS.) and high-energy (HE; 100 MeV < E < 100 GeV) gamma-ray data with the Fermi Large Area Telescope (LAT).
Methods. By comparing the angular distributions of the reconstructed gamma-ray events to the angular profiles calculated from detailed theoretical models, the presence of PH and MBC was investigated.
Results. Upper limits on the extended emission around lES 1101-232, lES 0229+200, and PKS 2155-304 are found to be at a level of a few per cent of the Crab nebula flux above 1 TeV, depending on the assumed photon index of the cascade emission. Assuming strong extra-Galactic magnetic field (EGME) values, >10(-12) G, this limits the production of pair haloes developing from electromagnetic cascades. For weaker magnetic fields, in which electromagnetic cascades would result in MBCs. EGMF strengths in the range (0.3-3) x 10(-15) G were excluded for PKS 2155-304 at the 99% confidence level, under the assumption of a 1 Mpc coherence length.
Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faiçal Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arrieta, M. ; Aubert, Pierre ; Backes, Michael ; Balzer, Arnim ; Barnard, Michelle ; Becherini, Yvonne ; Tjus, Julia Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Blackwell, R. ; Bottcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Bregeon, Johan ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bryan, Mark ; Bulik, Tomasz ; Capasso, M. ; Carr, John ; Casanova, Sabrina ; Chakraborty, N. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chen, Andrew ; Chevalier, J. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Condon, B. ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, Christoph ; deWilt, P. ; Djannati-Atai, Arache ; Domainko, Wilfried ; Donath, Axel ; Dubus, Guillaume ; Dutson, Kate ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Ernenwein, J. -P. ; Eschbach, S. ; Farnier, C. ; Fegan, Stuart ; Fernandes, M. V. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Funk, S. ; Füßling, Matthias ; Gabici, Stefano ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, Gianluca ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, Daniel ; Goyal, A. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Hadasch, Daniela ; Hahn, J. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, Gilles ; Hermann, G. ; Hervet, Olivier ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, Werner ; Hoischen, Clemens ; Holler, M. ; Horns, D. ; Ivascenko, Alex ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, Marek ; Janiak, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, Felix ; Jingo, M. ; Jogler, Tobias ; Jouvin, Lea ; Jung-Richardt, Ira ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, Krzysztof ; Katz, Uli ; Kerszberg, D. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; King, J. ; Klepser, S. ; Klochkov, Dmitry ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, Michael ; Krayzel, F. ; Kruger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, Jeanie ; Lees, J. -P. ; Lefaucheur, J. ; Lefranc, V. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Leser, Eva ; Lohse, Thomas ; Lorentz, M. ; Lui, R. ; Lypova, Iryna ; Marandon, Vincent ; Marcowith, Alexandre ; Mariaud, C. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, Michael ; Meintjes, Petrus Johannes ; Menzler, U. ; Meyer, Manuel ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; de Naurois, Mathieu ; Niederwanger, F. ; Niemiec, J. ; Oakes, L. ; Odaka, Hirokazu ; Ohm, Stefan ; Oettl, S. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Padovani, Marco ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, Helen ; Prokhorov, Dmitry ; Prokoph, Heike ; Puehlhofer, Gerd ; Punch, Michael ; Quirrenbach, Andreas ; Raab, S. ; Reimer, Anita ; Reimer, Olaf ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, Frank ; Romoli, Carlo ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Salek, David ; Sanchez, David A. ; Santangelo, Andrea ; Sasaki, Manami ; Schlickeiser, Reinhard ; Schussler, F. ; Schulz, Andreas ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seyffert, A. S. ; Shafi, N. ; Simoni, R. ; Sol, H. ; Spanier, Felix ; Spengler, G. ; Spiess, F. ; Stawarz, Lukasz ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, Martin ; Trichard, C. ; Tuffs, R. ; van der Walt, Johan ; van Eldik, Christopher ; van Soelen, Brian ; Vasileiadis, Georges ; Veh, J. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Vink, Jacco ; Voisin, F. ; Voelk, Heinrich J. ; Vuillaume, Thomas ; Wadiasingh, Z. ; Wagner, Stefan J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; White, R. ; Wierzcholska, Alicja ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, Denis ; Yang, R. ; Zabalza, Victor ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Andreas ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zywucka, Natalia
The inner region of the Milky Way halo harbors a large amount of dark matter (DM). Given its proximity, it is one of the most promising targets to look for DM. We report on a search for the annihilations of DM particles using gamma-ray observations towards the inner 300 pc of the Milky Way, with the H.E.S.S. array of ground-based Cherenkov telescopes. The analysis is based on a 2D maximum likelihood method using Galactic Center (GC) data accumulated by H.E.S.S. over the last 10 years (2004-2014), and does not show any significant gamma-ray signal above background. Assuming Einasto and Navarro-Frenk-White DM density profiles at the GC, we derive upper limits on the annihilation cross section <sigma nu >. These constraints are the strongest obtained so far in the TeV DM mass range and improve upon previous limits by a factor 5. For the Einasto profile, the constraints reach <sigma nu > values of 6 x 10(-26) cm(3) s(-1) in the W+W- channel for a DM particle mass of 1.5 TeV, and 2 x 10(-26) cm(3) s(-1) in the tau(+)tau(-) channel for a 1 TeV mass. For the first time, ground-based gamma-ray observations have reached sufficient sensitivity to probe <sigma nu > values expected from the thermal relic density for TeV DM particles.
Search for dark matter annihilation signatures in HESS observations of
dwarf spheroidal galaxies
(2014)
Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Backes, Michael ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Boettcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Bregeon, Johan ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bryan, Mark ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Chadwick, Paula M. ; Chakraborty, N. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Dalton, M. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; deWilt, P. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Goudelis, A. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Hadsch, D. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lefranc, V. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Meintjes, P. J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perez, J. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Reichardt, I. ; Reimer, A. ; Reimer, Olaf ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Rob, L. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Salek, D. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, Fabian ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Serpico, P. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spengler, G. ; Spiess, F. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Veh, J. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Vink, J. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Vuillaume, T. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
Dwarf spheroidal galaxies of the Local Group are close satellites of the Milky Way characterized by a large mass-to-light ratio and are not expected to be the site of nonthermal high-energy gamma-ray emission or intense star formation. Therefore they are among the most promising candidates for indirect dark matter searches. During the last years the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) of imaging atmospheric Cherenkov telescopes observed five of these dwarf galaxies for more than 140 hours in total, searching for TeV gamma-ray emission from annihilation of dark matter particles. The new results of the deep exposure of the Sagittarius dwarf spheroidal galaxy, the first observations of the Coma Berenices and Fornax dwarves and the reanalysis of two more dwarf spheroidal galaxies already published by the H.E.S.S. Collaboration, Carina and Sculptor, are presented. In the absence of a significant signal new constraints on the annihilation cross section applicable to weakly interacting massive particles (WIMPs) are derived by combining the observations of the five dwarf galaxies. The combined exclusion limit depends on the WIMP mass and the best constraint is reached at 1-2 TeV masses with a cross-section upper bound of similar to 3.9 x 10(-24) cm(3) s(-1) at a 95% confidence level.
Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Anton, Gisela ; Backes, Michael ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Bissaldi, E. ; Biteau, Jonathan ; Boettcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Brucker, J. ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Chadwick, Paula M. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Cheesebrough, A. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Dalton, M. ; Daniel, M. K. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; deWilt, P. ; Dickinson, H. J. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Füßling, Matthias ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, Markus ; Horns, D. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kneiske, T. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, Markus ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Meintjes, P. J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Naumann, C. L. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Wilhelmi, E. de Ona ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perez, J. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Raue, M. ; Reichardt, I. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Reyes, R. de los ; Rieger, F. ; Rob, L. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sol, H. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Vuillaume, T. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S. ; Acero, F. ; Casandjian, J. M. ; Cohen-Tanugi, J. ; Giordano, F. ; Guillemot, L. ; Lande, J. ; Pletsch, H. ; Uchiyama, Y.
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.
Measurement of the EBL spectral energy distribution using the VHE gamma-ray spectra of HESS blazars
(2017)
Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Andersson, T. ; Anguner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arrieta, M. ; Aubert, Pierre ; Backes, Michael ; Balzer, Arnim ; Barnard, Michelle ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Blackwell, R. ; Böttcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, Johan ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bryan, Mark ; Buechele, M. ; Bulik, Tomasz ; Capasso, M. ; Carr, John ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chen, Andrew ; Chevalier, J. ; Coffaro, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Condon, B. ; Conrad, Jan ; Cui, Y. ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; Devin, J. ; de Wilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Ernenwein, J. -P. ; Eschbach, S. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Fernandes, M. V. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Goyal, A. ; Grondin, M. -H. ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, Tim Lukas ; Holler, M. ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jingo, M. ; Jogler, T. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katsuragawa, M. ; Katz, U. ; Kerszberg, D. ; Khangulyan, D. ; Khelifi, B. ; King, J. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, M. ; Kruger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; Lees, J. -P. ; Lefaucheur, J. ; Lefranc, V. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Leser, Eva ; Lohse, T. ; Lorentz, M. ; Liu, R. ; Lopez-Coto, R. ; Lypova, I. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Mariaud, C. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; Meintjes, P. J. ; Meyer, M. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Nakashima, S. ; de Naurois, M. ; Niederwanger, F. ; Niemiec, J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Padovani, M. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perennes, C. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Piel, Q. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Prokhorov, D. ; Prokoph, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Rauth, R. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Richter, S. ; Rieger, F. ; Romoli, C. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Saito, S. ; Salek, D. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schussler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seglar-Arroyo, M. ; Settimo, M. ; Seyffert, A. S. ; Shafi, N. ; Shilon, I. ; Simoni, R. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Takahashi, T. ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tibaldo, L. ; Tiziani, D. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Tsuji, N. ; Tuffs, R. ; Uchiyama, Y. ; van der Walt, D. J. ; van Eldik, C. ; van Rensburg, C. ; van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Veh, J. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Vink, J. ; Voisin, F. ; Voelk, H. J. ; Vuillaume, T. ; Wadiasingh, Z. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zywucka, N.
Very high-energy gamma rays (VHE, E greater than or similar to 100 GeV) propagating over cosmological distances can interact with the low-energy photons of the extragalactic background light (EBL) and produce electron-positron pairs. The transparency of the Universe to VHE gamma rays is then directly related to the spectral energy distribution (SED) of the EBL. The observation of features in the VHE energy spectra of extragalactic sources allows the EBL to be measured, which otherwise is very difficult. An EBL model-independent measurement of the EBL SED with the H.E.S.S. array of Cherenkov telescopes is presented. It was obtained by extracting the EBL absorption signal from the reanalysis of high-quality spectra of blazars. From H.E.S.S. data alone the EBL signature is detected at a significance of 9.5 sigma, and the intensity of the EBL obtained in different spectral bands is presented together with the associated gamma-ray horizon.
Aliu, E. ; Archambault, S. ; Aune, T. ; Behera, B. ; Beilicke, M. ; Benbow, W. ; Berger, K. ; Bird, R. ; Bouvier, A. ; Buckley, J. H. ; Bugaev, V. ; Byrum, K. ; Cerruti, M. ; Chen, X. ; Ciupik, L. ; Connolly, M. P. ; Cui, W. ; Duke, C. ; Dumm, J. ; Errando, M. ; Falcone, A. ; Federici, S. ; Feng, Q. ; Finley, J. P. ; Fortin, P. ; Fortson, L. ; Furniss, A. ; Galante, N. ; Gillanders, G. H. ; Griffin, S. ; Griffiths, S. T. ; Grube, J. ; Gyuk, G. ; Hanna, D. ; Holder, J. ; Hughes, G. ; Humensky, T. B. ; Kaaret, P. ; Kertzman, M. ; Khassen, Y. ; Kieda, D. ; Krawczynski, H. ; Krennrich, F. ; Lang, M. J. ; Madhavan, A. S. ; Maier, G. ; Majumdar, P. ; McCann, A. ; Moriarty, P. ; Mukherjee, R. ; Nieto, D. ; Ong, R. A. ; Otte, A. N. ; Park, N. ; Perkins, J. S. ; Pohl, M. ; Popkow, A. ; Prokoph, H. ; Quinn, J. ; Ragan, K. ; Rajotte, J. ; Reyes, L. C. ; Reynolds, P. T. ; Richards, G. T. ; Roache, E. ; Rousselle, J. ; Sembroski, G. H. ; Sheidaei, F. ; Skole, C. ; Smith, A. W. ; Staszak, D. ; Stroh, M. ; Telezhinsky, Igor O. ; Theiling, M. ; Tucci, J. V. ; Tyler, J. ; Varlotta, A. ; Vincent, S. ; Wakely, S. P. ; Weinstein, A. ; Welsing, R. ; Williams, D. A. ; Zajczyk, A. ; Zitzer, B. ; Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Anton, Gisela ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Bissaldi, E. ; Biteau, Jonathan ; Boettcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Brucker, J. ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chadwick, Paula M. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Cheesebrough, A. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Dalton, M. ; Daniel, M. K. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; deWilt, P. ; Dickinson, H. J. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Fuessling, M. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kneiske, T. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lennarz, D. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Naumann, C. L. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Ohm, S. ; Wilhelmi, E. de Ona ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perez, J. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Raue, M. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Rob, L. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sol, H. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; Vasileiadis, G. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Backes, Michael ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Böttcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Bregeon, Johan ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bryan, Mark ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Chadwick, Paula M. ; Chakraborty, N. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Dalton, M. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; dewilt, P. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Forster, A. ; Fuling, M. ; Gabici, S. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Hadsch, D. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, Markus ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kiefeer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Kruger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lefranc, V. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Meintjes, P. J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perez, J. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puhlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Reichardt, I. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Rob, L. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Salek, D. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schussler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; Van Eldik, C. ; Van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Veh, J. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Vink, J. ; Volk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Vuillaume, T. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Wornlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
In this paper we report on the analysis of all the available optical and very high-energy gamma-ray (> 200 GeV) data for the BL Lac object PKS 2155-304, collected simultaneously with the ATOM and H.E.S.S. telescopes from 2007 until 2009. This study also includes X-ray (RXTE, Swift) and high-energy gamma-ray (Fermi-LAT) data. During the period analysed, the source was transitioning from its flaring to quiescent optical states, and was characterized by only moderate flux changes at different wavelengths on the timescales of days and months. A flattening of the optical continuum with an increasing optical flux can be noted in the collected dataset, but only occasionally and only at higher flux levels. We did not find any universal relation between the very high-energy gamma-ray and optical flux changes on the timescales from days and weeks up to several years. On the other hand, we noted that at higher flux levels the source can follow two distinct tracks in the optical flux-colour diagrams, which seem to be related to distinct gamma-ray states of the blazar. The obtained results therefore indicate a complex scaling between the optical and gamma-ray emission of PKS 2155 304, with different correlation patterns holding at different epochs, and a gamma-ray flux depending on the combination of an optical flux and colour rather than a flux alone.
Introducing the CTA concept
(2013)
Acharya, B. S. ; Actis, M. ; Aghajani, T. ; Agnetta, G. ; Aguilar, J. ; Aharonian, Felix A. ; Ajello, M. ; Akhperjanian, A. G. ; Alcubierre, M. ; Aleksic, J. ; Alfaro, R. ; Aliu, E. ; Allafort, A. J. ; Allan, D. ; Allekotte, I. ; Amato, E. ; Anderson, J. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Antonelli, L. A. ; Antoranz, P. ; Aravantinos, A. ; Arlen, T. ; Armstrong, T. ; Arnaldi, H. ; Arrabito, L. ; Asano, K. ; Ashton, T. ; Asorey, H. G. ; Awane, Y. ; Baba, H. ; Babic, A. ; Baby, N. ; Baehr, J. ; Bais, A. ; Baixeras, C. ; Bajtlik, S. ; Balbo, M. ; Balis, D. ; Balkowski, C. ; Bamba, A. ; Bandiera, R. ; Barber, A. ; Barbier, C. ; Barcelo, M. ; Barnacka, Anna ; Barnstedt, Jürgen ; Barres de Almeida, U. ; Barrio, J. A. ; Basili, A. ; Basso, S. ; Bastieri, D. ; Bauer, C. ; Baushev, Anton N. ; Becerra Gonzalez, J. ; Becherini, Yvonne ; Bechtol, K. C. ; Tjus, J. Becker ; Beckmann, Volker ; Bednarek, W. ; Behera, B. ; Belluso, M. ; Benbow, W. ; Berdugo, J. ; Berger, K. ; Bernard, F. ; Bernardino, T. ; Bernlöhr, K. ; Bhat, N. ; Bhattacharyya, S. ; Bigongiari, C. ; Biland, A. ; Billotta, S. ; Bird, T. ; Birsin, E. ; Bissaldi, E. ; Biteau, Jonathan ; Bitossi, M. ; Blake, S. ; Blanch Bigas, O. ; Blasi, P. ; Bobkov, A. A. ; Boccone, V. ; Boettcher, Markus ; Bogacz, L. ; Bogart, J. ; Bogdan, M. ; Boisson, Catherine ; Boix Gargallo, J. ; Bolmont, J. ; Bonanno, G. ; Bonardi, A. ; Bonev, T. ; Bonifacio, P. ; Bonnoli, G. ; Bordas, Pol ; Borgland, A. W. ; Borkowski, Janett ; Bose, R. ; Botner, O. ; Bottani, A. ; Bouchet, L. ; Bourgeat, M. ; Boutonnet, C. ; Bouvier, A. ; Brau-Nogue, S. ; Braun, I. ; Bretz, T. ; Briggs, M. S. ; Bringmann, T. ; Brook, P. ; Brun, Pierre ; Brunetti, L. ; Buanes, T. ; Buckley, J. H. ; Buehler, R. ; Bugaev, V. ; Bulgarelli, A. ; Bulik, Tomasz ; Busetto, G. ; Buson, S. ; Byrum, K. ; Cailles, M. ; Cameron, R. A. ; Camprecios, J. ; Canestrari, R. ; Cantu, S. ; Capalbi, M. ; Caraveo, P. A. ; Carmona, E. ; Carosi, A. ; Carr, John ; Carton, P. H. ; Casanova, Sabrina ; Casiraghi, M. ; Catalano, O. ; Cavazzani, S. ; Cazaux, S. ; Cerruti, M. ; Chabanne, E. ; Chadwick, Paula M. ; Champion, C. ; Chen, Andrew ; Chiang, J. ; Chiappetti, L. ; Chikawa, M. ; Chitnis, V. R. ; Chollet, F. ; Chudoba, J. ; Cieslar, M. ; Cillis, A. N. ; Cohen-Tanugi, J. ; Colafrancesco, Sergio ; Colin, P. ; Calome, J. ; Colonges, S. ; Compin, M. ; Conconi, P. ; Conforti, V. ; Connaughton, V. ; Conrad, Jan ; Contreras, J. L. ; Coppi, P. ; Corona, P. ; Corti, D. ; Cortina, J. ; Cossio, L. ; Costantini, H. ; Cotter, G. ; Courty, B. ; Couturier, S. ; Covino, S. ; Crimi, G. ; Criswell, S. J. ; Croston, J. ; Cusumano, G. ; Dafonseca, M. ; Dale, O. ; Daniel, M. ; Darling, J. ; Davids, I. ; Dazzi, F. ; De Angelis, A. ; De Caprio, V. ; De Frondat, F. ; de Gouveia Dal Pino, E. M. ; de la Calle, I. ; De La Vega, G. A. ; Lopez, R. de los Reyes ; De Lotto, B. ; De Luca, A. ; de Mello Neto, J. R. T. ; de Naurois, M. ; de Oliveira, Y. ; de Ona Wilhelmi, E. ; de Souza, V. ; Decerprit, G. ; Decock, G. ; Deil, C. ; Delagnes, E. ; Deleglise, G. ; Delgado, C. ; Della Volpe, D. ; Demange, P. ; Depaola, G. ; Dettlaff, A. ; Di Paola, A. ; Di Pierro, F. ; Diaz, C. ; Dick, J. ; Dickherber, R. ; Dickinson, H. ; Diez-Blanco, V. ; Digel, S. ; Dimitrov, D. ; Disset, G. ; Djannati-Ataï, A. ; Doert, M. ; Dohmke, M. ; Domainko, W. ; Prester, Dijana Dominis ; Donat, A. ; Dorner, D. ; Doro, M. ; Dournaux, J-L. ; Drake, G. ; Dravins, D. ; Drury, L. ; Dubois, F. ; Dubois, R. ; Dubus, G. ; Dufour, C. ; Dumas, D. ; Dumm, J. ; Durand, D. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Ebr, J. ; Edy, E. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Einecke, S. ; Eleftheriadis, C. ; Elles, S. ; Emmanoulopoulos, D. ; Engelhaupt, D. ; Enomoto, R. ; Ernenwein, J-P ; Errando, M. ; Etchegoyen, A. ; Evans, P. ; Falcone, A. ; Fantinel, D. ; Farakos, K. ; Farnier, C. ; Fasola, G. ; Favill, B. ; Fede, E. ; Federici, S. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Ferenc, D. ; Ferrando, P. ; Fesquet, M. ; Fiasson, A. ; Fillin-Martino, E. ; Fink, D. ; Finley, C. ; Finley, J. P. ; Fiorini, M. ; Firpo Curcoll, R. ; Flores, H. ; Florin, D. ; Focke, W. ; Foehr, C. ; Fokitis, E. ; Font, L. ; Fontaine, G. ; Fornasa, M. ; Foerster, A. ; Fortson, L. ; Fouque, N. ; Franckowiak, A. ; Fransson, C. ; Fraser, G. ; Frei, R. ; Albuquerque, I. F. M. ; Fresnillo, L. ; Fruck, C. ; Fujita, Y. ; Fukazawa, Y. ; Fukui, Y. ; Funk, S. ; Gaebele, W. ; Gabici, S. ; Gabriele, R. ; Gadola, A. ; Galante, N. ; Gall, D. ; Gallant, Y. ; Gamez-Garcia, J. ; Garcia, B. ; Garcia Lopez, R. ; Gardiol, D. ; Garrido, D. ; Garrido, L. ; Gascon, D. ; Gaug, M. ; Gaweda, J. ; Gebremedhin, L. ; Geffroy, N. ; Gerard, L. ; Ghedina, A. ; Ghigo, M. ; Giannakaki, E. ; Gianotti, F. ; Giarrusso, S. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Gika, V. ; Giommi, P. ; Girard, N. ; Giro, E. ; Giuliani, A. ; Glanzman, T. ; Glicenstein, J. -F. ; Godinovic, N. ; Golev, V. ; Gomez Berisso, M. ; Gomez-Ortega, J. ; Gonzalez, M. M. ; Gonzalez, A. ; Gonzalez, F. ; Gonzalez Munoz, A. ; Gothe, K. S. ; Gougerot, M. ; Graciani, R. ; Grandi, P. ; Granena, F. ; Granot, J. ; Grasseau, G. ; Gredig, R. ; Green, A. ; Greenshaw, T. ; Gregoire, T. ; Grimm, O. ; Grube, J. ; Grudzinska, M. ; Gruev, V. ; Gruenewald, S. ; Grygorczuk, J. ; Guarino, V. ; Gunji, S. ; Gyuk, G. ; Hadasch, D. ; Hagiwara, R. ; Hahn, J. ; Hakansson, N. ; Hallgren, A. ; Hamer Heras, N. ; Hara, S. ; Hardcastle, M. J. ; Harris, J. ; Hassan, T. ; Hatanaka, K. ; Haubold, T. ; Haupt, A. ; Hayakawa, T. ; Hayashida, M. ; Heller, R. ; Henault, F. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hermel, R. ; Herrero, A. ; Hidaka, N. ; Hinton, J. ; Hoffmann, D. ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holder, J. ; Horns, D. ; Horville, D. ; Houles, J. ; Hrabovsky, M. ; Hrupec, D. ; Huan, H. ; Huber, B. ; Huet, J. -M. ; Hughes, G. ; Humensky, T. B. ; Huovelin, J. ; Ibarra, A. ; Illa, J. M. ; Impiombato, D. ; Incorvaia, S. ; Inoue, S. ; Inoue, Y. ; Ioka, K. ; Ismailova, E. ; Jablonski, C. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jean, P. ; Jeanney, C. ; Jimenez, J. J. ; Jogler, T. ; Johnson, T. ; Journet, L. ; Juffroy, C. ; Jung, I. ; Kaaret, P. ; Kabuki, S. ; Kagaya, M. ; Kakuwa, J. ; Kalkuhl, C. ; Kankanyan, R. ; Karastergiou, A. ; Kaercher, K. ; Karczewski, M. ; Karkar, S. ; Kasperek, Aci. ; Kastana, D. ; Katagiri, H. ; Kataoka, J. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kawanaka, N. ; Kellner-Leidel, B. ; Kelly, H. ; Kendziorra, E. ; Khelifi, B. ; Kieda, D. B. ; Kifune, T. ; Kihm, T. ; Kishimoto, T. ; Kitamoto, K. ; Kluzniak, W. ; Knapic, C. ; Knapp, J. w ; Knoedlseder, J. ; Koeck, F. ; Kocot, J. ; Kodani, K. ; Koehne, J. -H. ; Kohri, K. ; Kokkotas, K. ; Kolitzus, D. ; Komin, N. ; Kominis, I. ; Konno, Y. ; Koeppel, H. ; Korohoda, P. ; Kosack, K. ; Koss, G. ; Kossakowski, R. ; Kostka, P. ; Koul, R. ; Kowal, G. ; Koyama, S. ; Koziol, J. ; Kraehenbuehl, T. ; Krause, J. ; Krawzcynski, H. ; Krennrich, F. ; Krepps, A. ; Kretzschmann, A. ; Krobot, R. ; Krueger, P. ; Kubo, H. ; Kudryavtsev, V. A. ; Kushida, J. ; Kuznetsov, A. ; La Barbera, A. ; La Palombara, N. ; La Parola, V. ; La Rosa, G. ; Lacombe, K. ; Lamanna, G. ; Lande, J. ; Languignon, D. ; Lapington, J. ; Laporte, P. ; Lavalley, C. ; Le Flour, T. ; Le Padellec, A. ; Lee, S. -H. ; Lee, W. H. ; Leigui de Oliveira, M. A. ; Lelas, D. ; Lenain, J. -P. ; Leopold, D. J. ; Lerch, T. ; Lessio, L. ; Lieunard, B. ; Lindfors, E. ; Liolios, A. ; Lipniacka, A. ; Lockart, H. ; Lohse, T. ; Lombardi, S. ; Lopatin, A. ; Lopez, M. ; Lopez-Coto, R. ; Lopez-Oramas, A. ; Lorca, A. ; Lorenz, E. ; Lubinski, P. ; Lucarelli, F. ; Luedecke, H. ; Ludwin, J. ; Luque-Escamilla, P. L. ; Lustermann, W. ; Luz, O. ; Lyard, E. ; Maccarone, M. C. ; Maccarone, T. J. ; Madejski, G. M. ; Madhavan, A. ; Mahabir, M. ; Maier, G. ; Majumdar, P. ; Malaguti, G. ; Maltezos, S. ; Manalaysay, A. ; Mancilla, A. ; Mandat, D. ; Maneva, G. ; Mangano, A. ; Manigot, P. ; Mannheim, K. ; Manthos, I. ; Maragos, N. ; Marcowith, Alexandre ; Mariotti, M. ; Marisaldi, M. ; Markoff, S. ; Marszalek, A. ; Martens, C. ; Marti, J. ; Martin, J-M. ; Martin, P. ; Martinez, G. ; Martinez, F. ; Martinez, M. ; Masserot, A. ; Mastichiadis, A. ; Mathieu, A. ; Matsumoto, H. ; Mattana, F. ; Mattiazzo, S. ; Maurin, G. ; Maxfield, S. ; Maya, J. ; Mazin, D. ; Mc Comb, L. ; McCubbin, N. ; McHardy, I. ; McKay, R. ; Medina, C. ; Melioli, C. ; Melkumyan, D. ; Mereghetti, S. ; Mertsch, P. ; Meucci, M. ; Michalowski, J. ; Micolon, P. ; Mihailidis, A. ; Mineo, T. ; Minuti, M. ; Mirabal, N. ; Mirabel, F. ; Miranda, J. M. ; Mirzoyan, R. ; Mizuno, T. ; Moal, B. ; Moderski, R. ; Mognet, I. ; Molinari, E. ; Molinaro, M. ; Montaruli, T. ; Monteiro, I. ; Moore, P. ; Moralejo Olaizola, A. ; Mordalska, M. ; Morello, C. ; Mori, K. ; Mottez, F. ; Moudden, Y. ; Moulin, Emmanuel ; Mrusek, I. ; Mukherjee, R. ; Munar-Adrover, P. ; Muraishi, H. ; Murase, K. ; Murphy, A. ; Nagataki, S. ; Naito, T. ; Nakajima, D. ; Nakamori, T. ; Nakayama, K. ; Naumann, C. L. ; Naumann, D. ; Naumann-Godo, M. ; Nayman, P. ; Nedbal, D. ; Neise, D. ; Nellen, L. ; Neustroev, V. ; Neyroud, N. ; Nicastro, L. ; Nicolau-Kuklinski, J. ; Niedzwiecki, A. ; Niemiec, J. ; Nieto, D. ; Nikolaidis, A. ; Nishijima, K. ; Nolan, S. ; Northrop, R. ; Nosek, D. ; Nowak, N. ; Nozato, A. ; O'Brien, P. ; Ohira, Y. ; Ohishi, M. ; Ohm, S. ; Ohoka, H. ; Okuda, T. ; Okumura, A. ; Olive, J. -F. ; Ong, R. A. ; Orito, R. ; Orr, M. ; Osborne, J. ; Ostrowski, M. ; Otero, L. A. ; Otte, N. ; Ovcharov, E. ; Oya, I. ; Ozieblo, A. ; Padilla, L. ; Paiano, S. ; Paillot, D. ; Paizis, A. ; Palanque, S. ; Palatka, M. ; Pallota, J. ; Panagiotidis, K. ; Panazol, J. -L. ; Paneque, D. ; Panter, M. ; Paoletti, R. ; Papayannis, Alexandros ; Papyan, G. ; Paredes, J. M. ; Pareschi, G. ; Parks, G. ; Parraud, J. -M. ; Parsons, D. ; Arribas, M. Paz ; Pech, M. ; Pedaletti, G. ; Pelassa, V. ; Pelat, D. ; Perez, M. D. C. ; Persic, M. ; Petrucci, P-O ; Peyaud, B. ; Pichel, A. ; Pita, S. ; Pizzolato, F. ; Platos, L. ; Platzer, R. ; Pogosyan, L. ; Pohl, M. ; Pojmanski, G. ; Ponz, J. D. ; Potter, W. ; Poutanen, J. ; Prandini, E. ; Prast, J. ; Preece, R. ; Profeti, F. ; Prokoph, H. ; Prouza, M. ; Proyetti, M. ; Puerto-Gimenez, I. ; Puehlhofer, G. ; Puljak, I. ; Punch, M. ; Pyziol, R. ; Quel, E. J. ; Quinn, J. ; Quirrenbach, A. ; Racero, E. ; Rajda, P. J. ; Ramon, P. ; Rando, R. ; Rannot, R. C. ; Rataj, M. ; Raue, M. ; Reardon, P. ; Reimann, O. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Reitberger, K. ; Renaud, M. ; Renner, S. ; Reville, B. ; Rhode, W. ; Ribo, M. ; Ribordy, M. ; Richer, M. G. ; Rico, J. ; Ridky, J. ; Rieger, F. ; Ringegni, P. ; Ripken, J. ; Ristori, P. R. ; Riviere, A. ; Rivoire, S. ; Rob, L. ; Roeser, U. ; Rohlfs, R. ; Rojas, G. ; Romano, Patrizia ; Romaszkan, W. ; Romero, G. E. ; Rosen, S. ; Lees, S. Rosier ; Ross, D. ; Rouaix, G. ; Rousselle, J. ; Rousselle, S. ; Rovero, A. C. ; Roy, F. ; Royer, S. ; Rudak, B. ; Rulten, C. ; Rupinski, M. ; Russo, F. ; Ryde, F. ; Sacco, B. ; Saemann, E. O. ; Saggion, A. ; Safiakian, V. ; Saito, K. ; Saito, T. ; Saito, Y. ; Sakaki, N. ; Sakonaka, R. ; Salini, A. ; Sanchez, F. ; Sanchez-Conde, M. ; Sandoval, A. ; Sandaker, H. ; Sant'Ambrogio, E. ; Santangelo, Andrea ; Santos, E. M. ; Sanuy, A. ; Sapozhnikov, L. ; Sarkar, S. ; Sartore, N. ; Sasaki, H. ; Satalecka, K. ; Sawada, M. ; Scalzotto, V. ; Scapin, V. ; Scarcioffolo, M. ; Schafer, J. ; Schanz, T. ; Schlenstedt, S. ; Schlickeiser, R. ; Schmidt, T. ; Schmoll, J. ; Schovanek, P. ; Schroedter, M. ; Schultz, C. ; Schultze, J. ; Schulz, A. ; Schure, K. ; Schwab, T. ; Schwanke, U. ; Schwarz, J. ; Schwarzburg, S. ; Schweizer, T. ; Schwemmer, S. ; Segreto, A. ; Seiradakis, J. -H. ; Sembroski, G. H. ; Seweryn, K. ; Sharma, M. ; Shayduk, M. ; Shellard, R. C. ; Shi, J. ; Shibata, T. ; Shibuya, A. ; Shum, E. ; Sidoli, L. ; Sidz, M. ; Sieiro, J. ; Sikora, M. ; Silk, J. ; Sillanpaa, A. ; Singh, B. B. ; Sitarek, J. ; Skole, C. ; Smareglia, R. ; Smith, A. ; Smith, D. ; Smith, J. ; Smith, N. ; Sobczynska, D. ; Sol, H. ; Sottile, G. ; Sowinski, M. ; Spanier, F. ; Spiga, D. ; Spyrou, S. ; Stamatescu, V. ; Stamerra, A. ; Starling, R. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Steiner, S. ; Stergioulas, N. ; Sternberger, R. ; Sterzel, M. ; Stinzing, F. ; Stodulski, M. ; Straumann, U. ; Strazzeri, E. ; Stringhetti, L. ; Suarez, A. ; Suchenek, M. ; Sugawara, R. ; Sulanke, K. -H. ; Sun, S. ; Supanitsky, A. D. ; Suric, T. ; Sutcliffe, P. ; Sykes, J. ; Szanecki, M. ; Szepieniec, T. ; Szostek, A. ; Tagliaferri, G. ; Tajima, H. ; Takahashi, H. ; Takahashi, K. ; Takalo, L. ; Takami, H. ; Talbot, C. ; Tammi, J. ; Tanaka, M. ; Tanaka, S. ; Tasan, J. ; Tavani, M. ; Tavernet, J. -P. ; Tejedor, L. A. ; Telezhinsky, Igor O. ; Temnikov, P. ; Tenzer, C. ; Terada, Y. ; Terrier, R. ; Teshima, M. ; Testa, V. ; Tezier, D. ; Thuermann, D. ; Tibaldo, L. ; Tibolla, O. ; Tiengo, A. ; Tluczykont, M. ; Todero Peixoto, C. J. ; Tokanai, F. ; Tokarz, M. ; Toma, K. ; Torii, K. ; Tornikoski, M. ; Torres, D. F. ; Torres, M. ; Tosti, G. ; Totani, T. ; Toussenel, C. ; Tovmassian, G. ; Travnicek, P. ; Trifoglio, M. ; Troyano, I. ; Tsinganos, K. ; Ueno, H. ; Umehara, K. ; Upadhya, S. S. ; Usher, T. ; Uslenghi, M. ; Valdes-Galicia, J. F. ; Vallania, P. ; Vallejo, G. ; van Driel, W. ; van Eldik, C. ; Vandenbrouke, J. ; Vanderwalt, J. ; Vankov, H. ; Vasileiadis, G. ; Vassiliev, V. ; Veberic, D. ; Vegas, I. ; Vercellone, S. ; Vergani, S. ; Veyssiere, C. ; Vialle, J. P. ; Viana, A. ; Videla, M. ; Vincent, P. ; Vincent, S. ; Vink, J. ; Vlahakis, N. ; Vlahos, L. ; Vogler, P. ; Vollhardt, A. ; von Gunten, H. P. ; Vorobiov, S. ; Vuerli, C. ; Waegebaert, V. ; Wagner, R. ; Wagner, R. G. ; Wagner, S. ; Wakely, S. P. ; Walter, R. ; Walther, T. ; Warda, K. ; Warwick, R. ; Wawer, P. ; Wawrzaszek, R. ; Webb, N. ; Wegner, P. ; Weinstein, A. ; Weitzel, Q. ; Welsing, R. ; Werner, M. ; Wetteskind, H. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wiesand, S. ; Wilkinson, M. ; Williams, D. A. ; Willingale, R. ; Winiarski, K. ; Wischnewski, R. ; Wisniewski, L. ; Wood, M. ; Woernlein, A. ; Xiong, Q. ; Yadav, K. K. ; Yamamoto, H. ; Yamamoto, T. ; Yamazaki, R. ; Yanagita, S. ; Yebras, J. M. ; Yelos, D. ; Yoshida, A. ; Yoshida, T. ; Yoshikoshi, T. ; Zabalza, V. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. ; Zech, Alraune ; Zhao, A. ; Zhou, X. ; Zietara, K. ; Ziolkowski, J. ; Ziolkowski, P. ; Zitelli, V. ; Zurbach, C. ; Zychowski, P.
The Cherenkov Telescope Array (CTA) is a new observatory for very high-energy (VHE) gamma rays. CTA has ambitions science goals, for which it is necessary to achieve full-sky coverage, to improve the sensitivity by about an order of magnitude, to span about four decades of energy, from a few tens of GeV to above 100 TeV with enhanced angular and energy resolutions over existing VHE gamma-ray observatories. An international collaboration has formed with more than 1000 members from 27 countries in Europe, Asia, Africa and North and South America. In 2010 the CTA Consortium completed a Design Study and started a three-year Preparatory Phase which leads to production readiness of CTA in 2014. In this paper we introduce the science goals and the concept of CTA, and provide an overview of the project.
Context. Classic massive binary evolutionary scenarios predict that a transitional common-envelope (CE) phase could be preceded as well as succeeded by the evolutionary stage when a binary consists of a compact object and a massive star, that is, a high-mass X-ray binary (HMXB). The observational manifestations of common envelope are poorly constrained. We speculate that its ejection might be observed in some cases as a transient event at mid-infrared (IR) wavelengths. Aims. We estimate the expected numbers of CE ejection events and HMXBs per star formation unit rate, and compare these theoretical estimates with observations. Methods. We compiled a list of 85 mid-IR transients of uncertain nature detected by the Spitzer Infrared Intensive Transients Survey and searched for their associations with X-ray, optical, and UV sources. Results. Confirming our theoretical estimates, we find that only one potential HMXB may be plausibly associated with an IR-transient and tentatively propose that X-ray source NGC4490-X40 could be a precursor to the SPIRITS 16az event. Among other interesting sources, we suggest that the supernova remnant candidate [BWL2012] 063 might be associated with SPIRITS 16ajc. We also find that two SPIRITS events are likely associated with novae, and seven have potential optical counterparts. Conclusions. The massive binary evolutionary scenarios that involve CE events do not contradict currently available observations of IR transients and HMXBs in star-forming galaxies.
Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Backes, Michael ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Boettcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Bregeon, Johan ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bryan, Mark ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Chadwick, Paula M. ; Chakraborty, N. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; deWilt, P. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Füssling, Matthias ; Gabici, S. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Hadasch, D. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, Maraike ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung-Richardt, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lefranc, V. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, Michael ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Meintjes, P. J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Petrucci, P. -O ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Reichardt, I. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Salek, D. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Veh, J. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Vink, J. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Vuillaume, T. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
Context. Puppis A is an interesting similar to 4 kyr-old supernova remnant (SNR) that shows strong evidence of interaction between the forward shock and a molecular cloud. It has been studied in detail from radio frequencies to high-energy (HE, 0.1-100 GeV) gamma-rays. An analysis of the Fermi-LAT data has shown extended HE gamma-ray emission with a 0.2-100 GeV spectrum exhibiting no significant deviation from a power law, unlike most of the GeV-emitting SNRs known to be interacting with molecular clouds. This makes it a promising target for imaging atmospheric Cherenkov telescopes (IACTs) to probe the gamma-ray emission above 100 GeV.
Aims. Very-high-energy (VHE, E >= 0.1 TeV) gamma-ray emission from Puppis A has been, for the first time, searched for with the High Energy Stereoscopic System (HESS.).
Methods. Stereoscopic imaging of Cherenkov radiation from extensive air showers is used to reconstruct the direction and energy of the incident gamma-rays in order to produce sky images and source spectra. The profile likelihood method is applied to find constraints on the existence of a potential break or cutoff in the photon spectrum.
Results. The analysis of the HESS. data does not reveal any significant emission towards Puppis A. The derived upper limits on the differential photon flux imply that its broadband gamma-ray spectrum must exhibit a spectral break or cutoff. By combining Fermi-LAT and HESS. measurements, the 99% confidence-level upper limits on such a cutoff are found to be 450 and 280 GeV, assuming a power law with a simple exponential and a sub-exponential cutoff, respectively. It is concluded that none of the standard limitations (age, size, radiative losses) on the particle acceleration mechanism, assumed to be continuing at present, can explain the lack of VHE signal. The scenario in which particle acceleration has ceased some time ago is considered as an alternative explanation. The HE/VHE spectrum of Puppis A could then exhibit a break of non-radiative origin (as observed in several other interacting SNRs, albeit at somewhat higher energies), owing to the interaction with dense and neutral material, in particular towards the NE region.