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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.
Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Andersson, T. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arrieta, M. ; Aubert, Pierre ; Backes, Michael ; Balzer, Arnim ; Barnard, Michelle ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Blackwell, R. ; Boettcher, 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, C. ; Devin, J. ; de Wilt, P. ; Djannati-Ataie, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; 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. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Goyal, A. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Hadasch, D. ; Hahn, J. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holler, M. ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jingo, M. ; Jogler, T. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kerszberg, D. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; King, J. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, M. ; Krayzel, F. ; Krueger, 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 ; Liu, R. ; Lohse, T. ; Lorentz, M. ; Lypova, I. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Mariaud, C. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, Michael ; Meintjes, P. J. ; Meyer, M. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; de Naurois, M. ; Niederwanger, F. ; Niemiec, J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Ostrowski, M. ; Oettl, S. ; Oya, I. ; Padovani, M. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Perennes, C. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Prokhorov, D. ; Prokoph, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Reyes, R. de los ; Rieger, F. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Salek, D. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; 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 ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tibaldo, L. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Tuffs, R. ; van der Walt, J. ; van Eldik, 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. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zywucka, N.
A search for dark matter linelike signals iss performed in the vicinity of the Galactic Center by the H.E.S.S. experiment on observational data taken in 2014. An unbinned likelihood analysis iss developed to improve the sensitivity to linelike signals. The upgraded analysis along with newer data extend the energy coverage of the previous measurement down to 100 GeV. The 18 h of data collected with the H.E.S.S. array allow one to rule out at 95% C.L. the presence of a 130 GeV line (at l = -1.5 degrees, b = 0 degrees and for a dark matter profile centered at this location) previously reported in Fermi-LAT data. This new analysis overlaps significantly in energy with previous Fermi-LAT and H.E.S.S. results. No significant excess associated with dark matter annihilations was found in the energy range of 100 GeV to 2 TeV and upper limits on the gamma-ray flux and the velocity weighted annihilation cross section are derived adopting an Einasto dark matter halo profile. Expected limits for present and future large statistics H.E.S.S. observations are also given.
Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; 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. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chen, Andrew ; Chevalier, J. ; Colafrancesco, Sergio ; Condon, B. ; Conrad, Jan ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Deil, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Donath, A. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J. -P. ; Eschbach, S. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Fernandes, M. V. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; 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. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jingo, M. ; 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. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, M. ; Kruer, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; Lees, J. -P. ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Leser, Eva ; Lohse, T. ; Lorentz, M. ; Liu, R. ; Lopez-Coto, R. ; Lypova, I. ; Malyshev, D. ; 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. ; Ndiyavala, H. ; 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. ; Poireau, V. ; 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. ; Rieger, F. ; Rinchiuso, L. ; Romoli, C. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Saito, S. ; 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. ; Shiningayamwe, K. ; Simoni, R. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spir-Jacob, M. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Steppa, Constantin Beverly ; Sushch, Iurii ; Takahashi, T. ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tibaldo, L. ; Tiziani, D. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Tsirou, M. ; 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. ; Zorn, J. ; Zywucka, N.
We search for high-energy gamma-ray emission from the binary neutron star merger GW170817 with the H.E.S.S. Imaging Air Cherenkov Telescopes. The observations presented here have been obtained starting only 5.3 hr after GW170817. The H.E.S.S. target selection identified regions of high probability to find a counterpart of the gravitational-wave event. The first of these regions contained the counterpart SSS17a that has been identified in the optical range several hours after our observations. We can therefore present the first data obtained by a ground-based pointing instrument on this object. A subsequent monitoring campaign with the H.E.S.S. telescopes extended over several days, covering timescales from 0.22 to 5.2 days and energy ranges between 270 GeV to 8.55 TeV. No significant gamma-ray emission has been found. The derived upper limits on the very-high-energy gamma-ray flux for the first time constrain non-thermal, high-energy emission following the merger of a confirmed binary neutron star system.
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.
Abdalla, Hassan E. ; Aharonian, Felix A. ; Ait Benkhali, Faical ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arcaro, C. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, Michael ; Barnard, M. ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernlöhr, Konrad ; Blackwell, R. ; Böttcher, Markus ; Boisson, C. ; Bolmont, Julien ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Büchele, M. ; Bulik, Tomasz ; Bylund, Tomas ; Capasso, Massimo ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, Matteo ; Chakraborty, Nachiketa ; Chandra, S. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Colafrancesco, Sergio ; Condon, B. ; Davids, Isak ; Deil, Christoph ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Dmytriiev, A. ; Donath, Axel ; Doroshenko, Victor ; Dyks, J. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J. -P. ; Eschbach, Stefan ; Fegan, S. ; Fiasson, Armand ; Fontaine, G. ; Funk, Sebastian ; Füßling, Matthias ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Gate, F. ; Giavitto, Gianluca ; Eisenacher Glawion, Dorit ; Glicenstein, Jean-François ; Gottschall, D. ; Grondin, Marie-Hélène ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Heinzelmann, G. ; Henri, Gilles ; Hermann, G. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, Werner ; Hoischen, Clemens ; Holch, Tim Lukas ; Holler, M. ; Horns, D. ; Huber, D. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Jankowsky, David ; Jankowsky, Felix ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzyński, Krzysztof ; Katsuragawa, M. ; Katz, U. ; Kerszberg, D. ; Khangulyan, D. ; Khelifi, B. ; King, J. ; Klepser, S. ; Kluzniak, W. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, M. ; Kruger, P. P. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Leser, Eva ; Lohse, T. ; Lorentz, M. ; Lopez-Coto, R. ; Lypova, I. ; Malyshev, D. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Nakashima, S. ; de Naurois, M. ; Ndiyavala, H. ; Niederwanger, F. ; Niemiec, J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Padovani, M. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Perennes, C. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Piel, Q. ; Pita, S. ; Poireau, V. ; Noel, A. Priyana ; Prokhorov, D. A. ; Prokoph, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Rauth, R. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Rieger, F. ; Rinchiuso, L. ; Romoli, C. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Ruiz-Velasco, E. ; Sahakian, V. ; Saito, S. ; Sanchez, D. A. ; Santangelo, Andrea ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schussler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seglar-Arroyo, M. ; Senniappan, M. ; Seyffert, A. S. ; Shafi, N. ; Shilon, I. ; Shiningayamwe, K. ; Simoni, R. ; Sinha, A. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Specovius, A. ; Spir-Jacob, M. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Steppa, Constantin Beverly ; Takahashi, T. ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tibaldo, L. ; Tiziani, D. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Tsirou, M. ; 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, R. M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Yang, R. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zorn, J. ; Zywucka, N. ; Cirelli, M. ; Panci, P. ; Sala, F. ; Silk, J. ; Taoso, M.
Dwarf spheroidal galaxies are among the most promising targets for detecting signals of Dark Matter (DM) annihilations. The H.E.S.S. experiment has observed five of these systems for a total of about 130 hours. The data are re-analyzed here, and, in the absence of any detected signals, are interpreted in terms of limits on the DM annihilation cross section. Two scenarios are considered: i) DM annihilation into mono-energetic gamma-rays and ii) DM in the form of pure WIMP multiplets that, annihilating into all electroweak bosons, produce a distinctive gamma-ray spectral shape with a high-energy peak at the DM mass and a lower-energy continuum. For case i), upper limits at 95% confidence level of about <sigma upsilon > less than or similar to 3 x 10(-25) cm(3) s(-1) are obtained in the mass range of 400 GeV to 1TeV. For case ii), the full spectral shape of the models is used and several excluded regions are identified, but the thermal masses of the candidates are not robustly ruled out.
Abramowski, Attila ; Acero, F. ; Aharonian, Felix A. ; 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 ; 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. ; Drury, L. O'C. ; 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. ; Gast, H. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Goering, D. ; Grondin, M-H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hague, J. D. ; 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. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J-P. ; Lennarz, D. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C-C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Medina, M. C. ; Mehault, J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Naumann, C. L. ; de Naurois, M. ; Nedbal, D. ; 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. ; 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. ; Spiess, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; Tavernet, J-P. ; 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. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H-S. ; Perkins, J. S. ; Ojha, R. ; Stevens, J. ; Edwards, P. G. ; Kadler, M.
A deep observation campaign carried out by the High Energy Stereoscopic System (HESS) on Centaurus A enabled the discovery of gamma-rays from the blazar 1ES 1312-423, 2 degrees away from the radio galaxy. With a differential flux at 1 TeV of phi(1 TeV) = (1.9 +/- 0.6(stat) +/- 0.4(sys)) x 10(-13) cm(-2) s(-1) TeV-1 corresponding to 0.5 per cent of the Crab nebula differential flux and a spectral index Gamma = 2.9 +/- 0.5(stat) +/- 0.2(sys), 1ES 1312-423 is one of the faintest sources ever detected in the very high energy (E > 100 GeV) extragalactic sky. A careful analysis using three and a half years of Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT) data allows the discovery at high energies (E > 100 MeV) of a hard spectrum (Gamma = 1.4 +/- 0.4(stat) +/- 0.2(sys)) source coincident with 1ES 1312-423. Radio, optical, UV and X-ray observations complete the spectral energy distribution of this blazar, now covering 16 decades in energy. The emission is successfully fitted with a synchrotron self-Compton model for the non-thermal component, combined with a blackbody spectrum for the optical emission from the host galaxy.
Discovery of high and very high-energy emission from the BL Lacertae object SHBL J001355.9-185406
(2013)
Abramowski, Attila ; Acero, F. ; Aharonian, Felix A. ; 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 ; 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. ; Drury, L. O'C. ; 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. ; Gast, H. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Goering, D. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hague, J. D. ; 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. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lennarz, D. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Medina, M. C. ; Mehault, J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Naumann, C. L. ; de Naurois, M. ; Nedbal, D. ; 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. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Raue, M. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Rob, L. ; 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. ; Spiess, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; Tavernet, J. -P. ; 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. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
The detection of the high-frequency peaked BL Lac object (HBL) SHBL J001355.9-185406 (z = 0.095) at high (HE; 100 MeV < E < 300 GeV) and very high-energy (VHE; E > 100 GeV) with the Fermi Large Area Telescope (LAT) and the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) is reported. Dedicated observations were performed with the H. E. S. S. telescopes, leading to a detection at the 5.5 sigma significance level. The measured flux above 310 GeV is (8.3 +/- 1.7(stat) +/- 1.7(sys)) x 10(-13) photons cm(-2) s(-1) (about 0.6% of that of the Crab Nebula), and the power-law spectrum has a photon index of Gamma = 3.4 +/- 0.5(stat) +/- 0.2(sys). Using 3.5 years of publicly available Fermi-LAT data, a faint counterpart has been detected in the LAT data at the 5.5 sigma significance level, with an integrated flux above 300 MeV of (9.3 +/- 3.4(stat) +/- 0.8(sys)) x 10(-10) photons cm(-2) s(-1) and a photon index of Gamma = 1.96 +/- 0.20(stat) +/- 0.08(sys). X-ray observations with Swift-XRT allow the synchrotron peak energy in vF(v) representation to be located at similar to 1.0 keV. The broadband spectral energy distribution is modelled with a one-zone synchrotron self-Compton (SSC) model and the optical data by a black-body emission describing the thermal emission of the host galaxy. The derived parameters are typical of HBLs detected at VHE, with a particle-dominated jet.
Abramowski, Attila ; Acero, F. ; Aharonian, Felix A. ; Akhperjanian, A. G. ; Anton, Gisela ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Behera, B. ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Bochow, A. ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Brucker, J. ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chadwick, Paula M. ; Chaves, Ryan C. G. ; Cheesebrough, A. ; 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. ; Drury, L. O'C. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Fallon, L. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foester, A. ; Fuessling, M. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Gast, H. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Glueck, B. ; Goeing, D. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hague, J. D. ; Hahn, J. ; Hampf, D. ; Harris, J. ; Hauser, M. ; Heinz, S. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, Markus ; Horns, D. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kneiske, T. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Kossakowski, R. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lennarz, D. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Masbou, J. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Medina, M. C. ; Mehault, J. ; Menzler, U. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Naumann, C. L. ; Naumann-Godo, M. ; de Naurois, M. ; Nedbal, D. ; Nguyen, N. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; 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. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Raue, M. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Ripken, J. ; Rob, L. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sheidaei, F. ; Skilton, J. L. ; Sol, H. ; Spengler, G. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; Tavernet, J. -P. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; Vasileiadis, G. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorobiov, S. ; Vorster, M. ; Wagner, S. J. ; Ward, M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wouters, D. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. S.
The quasar PKS 1510-089 (z = 0.361) was observed with the H.E.S.S. array of imaging atmospheric Cherenkov telescopes during high states in the optical and GeV bands, to search for very high energy (VHE, defined as E >= 0.1 TeV) emission. VHE gamma-rays were detected with a statistical significance of 9.2 standard deviations in 15.8 h of H. E. S. S. data taken during March and April 2009. A VHE integral flux of I(0.15 TeV < E < 1.0TeV) = (1.0 +/- 0.2(stat) +/- 0.2(sys)) x 10(-11) cm(-2) s(-1) is measured. The best-fit power law to the VHE data has a photon index of G = 5.4 +/- 0.7(stat) +/- 0.3(sys). The GeV and optical light curves show pronounced variability during the period of H.E.S.S. observations. However, there is insufficient evidence to claim statistically significant variability in the VHE data. Because of its relatively high redshift, the VHE flux from PKS 1510-089 should suffer considerable attenuation in the intergalactic space due to the extragalactic background light (EBL). Hence, the measured gamma-ray spectrum is used to derive upper limits on the opacity due to EBL, which are found to be comparable with the previously derived limits from relatively-nearby BL Lac objects. Unlike typical VHE-detected blazars where the broadband spectrum is dominated by nonthermal radiation at all wavelengths, the quasar PKS 1510-089 has a bright thermal component in the optical to UV frequency band. Among all VHE detected blazars, PKS 1510-089 has the most luminous broad line region. The detection of VHE emission from this quasar indicates a low level of gamma - gamma absorption on the internal optical to UV photon field.
Abramowski, Attila ; Acero, F. ; Aharonian, Felix A. ; Akhperjanian, A. G. ; Anton, Gisela ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Bochow, A. ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Brucker, J. ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chadwick, Paula M. ; Chaves, Ryan C. G. ; Cheesebrough, A. ; 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. ; Drury, L. O&rsquo ; C. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Fallon, L. ; 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. ; Gast, H. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Glueck, B. ; Goering, D. ; Grondin, M-H. ; Grudzinska, M. ; Haeffner, S. ; Hague, J. D. ; Hahn, J. ; Hampf, D. ; Harris, J. ; Heinz, S. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kneiske, T. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Kossakowski, R. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J-P ; Lennarz, D. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C-C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Masbou, J. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Medina, M. C. ; Mehault, J. ; Menzler, U. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Naumann, C. L. ; Naumann-Godo, M. ; de Naurois, M. ; Nedbal, D. ; Nguyen, N. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Ohm, S. ; de Ona Wilhelmi, E. ; 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. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Raue, M. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Ripken, J. ; Rob, L. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sheidaei, F. ; Skilton, J. L. ; Sol, H. ; Spengler, G. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; Tavernet, J-P ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; Vasileiadis, G. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorobiov, S. ; Vorster, M. ; Wagner, S. J. ; Ward, M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wouters, D. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H-S
Context. Globular clusters (GCs) are established emitters of high-energy (HE, 100 MeV < E < 100 GeV) gamma-ray radiation which could originate from the cumulative emission of the numerous millisecond pulsars (msPSRs) in the clusters’ cores or from inverse Compton (IC) scattering of relativistic leptons accelerated in the GC environment. These stellar clusters could also constitute a new class of sources in the very-high-energy (VHE, E > 100 GeV) gamma-ray regime, judging from the recent detection of a signal from the direction of Terzan 5 with the H.E.S.S. telescope array. Aims. To search for VHE gamma-ray sources associated with other GCs, and to put constraints on leptonic emission models, we systematically analyzed the observations towards 15 GCs taken with the H. E. S. S. array of imaging atmospheric Cherenkov telescopes. Methods. We searched for point-like and extended VHE gamma-ray emission from each GC in our sample and also performed a stacking analysis combining the data from all GCs to investigate the hypothesis of a population of faint emitters. Assuming IC emission as the origin of the VHE gamma-ray signal from the direction of Terzan 5, we calculated the expected gamma-ray flux from each of the 15 GCs, based on their number of millisecond pulsars, their optical brightness and the energy density of background photon fields. Results. We did not detect significant VHE gamma-ray emission from any of the 15 GCs in either of the two analyses. Given the uncertainties related to the parameter determinations, the obtained flux upper limits allow to rule out the simple IC/msPSR scaling model for NGC6388 and NGC7078. The upper limits derived from the stacking analyses are factors between 2 and 50 below the flux predicted by the simple leptonic scaling model, depending on the assumed source extent and the dominant target photon fields. Therefore, Terzan 5 still remains exceptional among all GCs, as the VHE gamma-ray emission either arises from extra-ordinarily efficient leptonic processes, or from a recent catastrophic event, or is even unrelated to the GC itself.
Abramowski, Attila ; Acero, F. ; Aharonian, Felix A. ; Akhperjanian, A. G. ; Anton, Gisela ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Bochow, A. ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Brucker, J. ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chadwick, Paula M. ; Chaves, Ryan C. G. ; Cheesebrough, A. ; 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. ; Drury, L. O'C. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Fallon, L. ; 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. ; Gast, H. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Glueck, B. ; Goering, D. ; Grondin, M. -H. ; Haeffner, S. ; Hague, J. D. ; Hahn, J. ; Hampf, D. ; Harris, J. ; Heinz, S. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Jung, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kneiske, T. ; Komin, Nu ; Kosack, K. ; Kossakowski, R. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lefaucheur, J. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lennarz, D. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Masbou, J. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Medina, M. C. ; Mehault, J. ; Menzler, U. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Moulin, Emmanuel ; Naumann, C. L. ; Naumann-Godo, M. ; de Naurois, M. ; Nedbal, D. ; Nekrassov, D. ; Nguyen, N. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Ohm, S. ; Awilhelmi, 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. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raue, M. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; de los Reyes, R. ; Rieger, F. ; Ripken, J. ; Rob, L. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sheidaei, F. ; Skilton, J. L. ; Sol, H. ; Spengler, G. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; Tavernet, J. -P. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; van Eldik, C. ; Vasileiadis, G. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorobiov, S. ; Vorster, M. ; Wagner, S. J. ; Ward, M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wouters, D. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
Gamma-ray line signatures can be expected in the very-high-energy (E-gamma > 100 GeV) domain due to self-annihilation or decay of dark matter (DM) particles in space. Such a signal would be readily distinguishable from astrophysical gamma-ray sources that in most cases produce continuous spectra that span over several orders of magnitude in energy. Using data collected with the H. E. S. S. gamma-ray instrument, upper limits on linelike emission are obtained in the energy range between similar to 500 GeV and similar to 25 TeV for the central part of the Milky Way halo and for extragalactic observations, complementing recent limits obtained with the Fermi-LAT instrument at lower energies. No statistically significant signal could be found. For monochromatic gamma-ray line emission, flux limits of (2 x 10(-7)-2 x 10(-5)) m(-2)s(-1)sr(-1) and (1 x 10(-8)- 2 x 10(-6)) m(-2)s(-1)sr(-1) are obtained for the central part of the Milky Way halo and extragalactic observations, respectively. For a DM particle mass of 1 TeV, limits on the velocity- averaged DM annihilation cross section <sigma upsilon >(chi chi ->gamma gamma) reach similar to 10(-27)cm(3)s(-1), based on the Einasto parametrization of the Galactic DM halo density profile. DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.041301