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- gamma rays: general (25)
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Context. The High Energy Stereoscopic System Galactic plane survey (HGPS) is to date the most comprehensive census of Galactic gamma -ray sources at very high energies (VHE; 100 GeV <= E <= 100 TeV). As a consequence of the limited sensitivity of this survey, the 78 detected gamma -ray sources comprise only a small and biased subsample of the overall population. The larger part consists of currently unresolved sources, which contribute to large-scale diffuse emission to a still uncertain amount.Aims. We study the VHE gamma -ray source population in the Milky Way. For this purpose population-synthesis models are derived based on the distributions of source positions, extents, and luminosities.Methods. Several azimuth-symmetric and spiral-arm models are compared for spatial source distribution. The luminosity and radius function of the population are derived from the source properties of the HGPS data set and are corrected for the sensitivity bias of the HGPS. Based on these models, VHE source populations are simulated and the subsets of sources detectable according to the HGPS are compared with HGPS sources.Results. The power-law indices of luminosity and radius functions are determined to range between -1.6 and -1.9 for luminosity and -1.1 and -1.6 for radius. A two-arm spiral structure with central bar is discarded as spatial distribution of VHE sources, while azimuth-symmetric distributions and a distribution following a four-arm spiral structure without bar describe the HGPS data reasonably well. The total number of Galactic VHE sources is predicted to be in the range from 800 to 7000 with a total luminosity and flux of (1.6-6.3) x 10(36) ph s(-1) and (3-15) x 10(-10) ph cm(-2) s(-1), respectively.Conclusions. Depending on the model, the HGPS sample accounts for (68-87)% of the emission of the population in the scanned region. This suggests that unresolved sources represent a critical component of the diffuse emission measurable in the HGPS. With the foreseen jump in sensitivity of the Cherenkov Telescope Array, the number of detectable sources is predicted to increase by a factor between 5 and 9.
Application of deep learning methods to analysis of imaging atmospheric Cherenkov telescopes data
(2018)
Shilon, I. ; Kraus, M. ; Büchele, M. ; Egberts, Kathrin ; Fischer, Tobias ; Holch, Tim Lukas ; Lohse, T. ; Schwanke, U. ; Steppa, Constantin Beverly ; Funk, Stefan
Ground based gamma-ray observations with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes (IACTs) play a significant role in the discovery of very high energy (E > 100 GeV) gamma-ray emitters. The analysis of IACT data demands a highly efficient background rejection technique, as well as methods to accurately determine the position of its source in the sky and the energy of the recorded gamma-ray. We present results for background rejection and signal direction reconstruction from first studies of a novel data analysis scheme for IACT measurements. The new analysis is based on a set of Convolutional Neural Networks (CNNs) applied to images from the four H.E.S.S. phase-I telescopes. As the H.E.S.S. cameras pixels are arranged in a hexagonal array, we demonstrate two ways to use such image data to train CNNs: by resampling the images to a square grid and by applying modified convolution kernels that conserve the hexagonal grid properties. The networks were trained on sets of Monte-Carlo simulated events and tested on both simulations and measured data from the H.E.S.S. array. A comparison between the CNN analysis to current state-of-the-art algorithms reveals a clear improvement in background rejection performance. When applied to H.E.S.S. observation data, the CNN direction reconstruction performs at a similar level as traditional methods. These results serve as a proof-of-concept for the application of CNNs to the analysis of events recorded by IACTs. (C) 2018 Published by Elsevier B.V.
Core-collapse supernova remnants are structures of the interstellar medium (ISM) left behind the explosive death of most massive stars ( ?40 M-?). Since they result in the expansion of the supernova shock wave into the gaseous environment shaped by the star's wind history, their morphology constitutes an insight into the past evolution of their progenitor star. Particularly, fast-mo ving massiv e stars can produce asymmetric core-collapse superno va remnants. We inv estigate the mixing of materials in core-collapse supernova remnants generated by a moving massive 35 M-? star, in a magnetized ISM. Stellar rotation and the wind magnetic field are time-dependently included into the models which follow the entire evolution of the stellar surroundings from the zero-age main-sequence to 80 kyr after the supernova explosion. It is found that very little main-sequence material is present in remnants from moving stars, that the Wolf-Rayet wind mixes very efficiently within the 10 kyr after the explosion, while the red supergiant material is still unmixed by 30 per cent within 50 kyr after the supernova. Our results indicate that the faster the stellar motion, the more complex the internal organization of the supernova remnant and the more ef fecti ve the mixing of ejecta therein. In contrast, the mixing of stellar wind material is only weakly affected by progenitor motion, if at all.
Collaboration, H. E. S. S. ; 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. ; Cui, Y. ; Dalton, M. ; Daniel, M. K. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; de Wilt, 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, Dieter ; 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. ; 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. ; 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, Kornelia ; Sushch, Iurii ; Szostek, A. ; 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. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Zabalza, V. ; Zacharias, M. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S.
Context. On March 4, 2013 the Fermi-EAT and AGILE reported a flare from the direction of the Crab nebula in which the high-energy (HE; E > 100 MeV) flux was six times above its quiescent level. Simultaneous observations in other energy bands give us hints about the emission processes during the flare episode and the physics of pulsar wind nebulae in general.
Aims. We search for variability in the emission of the Crab nebula at very-high energies (VHF,; E > 100 GeV), using contemporaneous data taken with the H.E.S.S. array of Cherenkov telescopes.
Methods. Observational data taken with the H.E.S.S. instrument on five consecutive days during the flare were analysed for the flux and spectral shape of the emission from the Crab nebula. Night-wise light curves are presented with energy thresholds of 1 TeV and 5 TeV.
Results. The observations conducted with H.E.S.S. on March 6 to March 10, 2013 show no significant changes in the flux. They limit the variation in the integral flux above 1 TeV to less than 63% and the integral flux above 5 TeV to less than 78% at a 95% confidence level.
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.
Ahnen, M. L. ; Ansoldi, S. ; Antonelli, L. A. ; Arcaro, C. ; Babie, A. ; Banerjee, B. ; Bangale, P. ; de Almeida, U. Barres ; Barrio, J. A. ; Gonzalez, J. Becerra ; Bednarek, W. ; Bernardini, E. ; Berti, A. ; Biasuzzi, B. ; Biland, A. ; Blanch, O. ; Bonnefoy, S. ; Bonnoli, G. ; Borracci, F. ; Carosi, R. ; Carosi, A. ; Chatterjee, A. ; Colin, P. ; Colombo, E. ; Contreras, J. L. ; Cortina, J. ; Covino, S. ; Cumani, P. ; Da Vela, P. ; Dazzi, F. ; De Angelis, A. ; De Lotto, B. ; Wilhelmi, E. de Ona ; Di Pierro, F. ; Doert, M. ; Dominguez, A. ; Prester, D. Dominis ; Dorner, D. ; Doro, M. ; Einecke, S. ; Glawion, D. Eisenacher ; Elsaesser, D. ; Engelkemeier, M. ; Ramazani, V. Fallah ; Fernandez-Barra, A. ; Fidalgo, D. ; Fonseca, M. V. ; Font, L. ; Fruck, C. ; Galindo, D. ; Lopez, R. J. Garcia ; Garczarczyk, M. ; Gaug, M. ; Giammaria, P. ; Godinovie, N. ; Gora, D. ; Griffiths, S. ; Guberman, D. ; Hadasch, D. ; Hahn, A. ; Hassan, T. ; Hayashida, M. ; Herrera, J. ; Hose, J. ; Hrupec, D. ; Hughes, G. ; Ishio, K. ; Konno, Y. ; Kubo, H. ; Kushida, J. ; Kuvezdie, D. ; Lelas, D. ; Lindfors, E. ; Lombardi, S. ; Longo, F. ; Lopez, M. ; Lopez-Oramas, A. ; Majumdar, P. ; Makariev, M. ; Maneva, G. ; Manganaro, M. ; Mannheim, K. ; Maraschi, L. ; Mariotti, M. ; Martinez, M. ; Mazin, D. ; Menzel, U. ; Minev, M. ; Mirzoyan, R. ; Moralejo, A. ; Moreno, V. ; Moretti, E. ; Munar-Adrover, P. ; Neustroev, V. ; Niedzwiecki, A. ; Rosillo, M. Nievas ; Nilsson, K. ; Nishijima, K. ; Noda, K. ; Nogues, L. ; Paiano, S. ; Palacio, J. ; Paneque, D. ; Paoletti, R. ; Paredes, J. M. ; Paredes-Fortuny, X. ; Pedaletti, G. ; Peresano, M. ; Perri, L. ; Persic, M. ; Moroni, P. G. Prada ; Prandini, E. ; Puljak, I. ; Garcia, J. R. ; Reichardt, I. ; Rhode, W. ; Riti, M. ; Rico, J. ; Saito, T. ; Satalecka, K. ; Schroeder, S. ; Schweizer, T. ; Shore, S. N. ; Sillanpaa, A. ; Sitarek, J. ; Sobczynskall, D. ; Stamerra, A. ; Strzys, M. ; Surie, T. ; Takalo, L. ; Tavecchio, F. ; Temnikov, P. ; Terzie, T. ; Tescaro, D. ; Teshima, M. ; Torres, D. F. ; Torres-Alla, N. ; Treves, A. ; Vanzo, G. ; Acosta, M. Vazquez ; Vovk, I. ; Ward, J. E. ; Will, M. ; Wu, M. H. ; Zarie, D. ; Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, A. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Andersson, T. ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arrieta, M. ; Aubert, P. ; Backes, M. ; Balzer, A. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernlohr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Btichele, M. ; Bulik, T. ; Capasso, M. ; Carr, J. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Chevalier, J. ; Chretien, M. ; Coffaro, M. ; Colafrancesco, S. ; Cologna, G. ; Condon, B. ; Conrad, J. ; Cui, Y. ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Degrange, B. ; Dei, C. ; Devin, J. ; Dewilt, 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. ; Forster, A. ; Funk, S. ; Ftifiling, M. ; Gabici, S. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschal, D. ; Goya, A. ; Grondin, M. -H. ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hinton, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; 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. ; Katarzyfiski, K. ; Katsuragawa, M. ; Katz, U. ; Kerszberg, D. ; Khangulyan, D. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; King, J. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluiniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, M. ; Krtiger, 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. ; Mitche, 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. ; Ott, S. ; 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. ; Pie, Q. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Prokhorov, D. ; Prokoph, H. ; Ptffilhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; De Los Reyes, R. ; Richter, S. ; Rieger, F. ; Romoli, C. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Safi-Harb, S. ; Sahakian, V. ; Saito, S. ; Salek, D. ; Sanchez, D. A. ; Santangelo, Andrea ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schtissler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seglar-Arroyo, M. ; Settimo, M. ; Seyffert, A. S. ; Shafi, N. ; Shilon, I. ; Simoni, R. ; So, H. ; Spanier, F. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stycz, K. ; Sushch, I. ; 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. ; Vok, H. J. ; Vuillaume, T. ; Wadiasingh, Z. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Wornlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zywuckan, N.
Context. The large jet kinetic power and non-thermal processes occurring in the microquasar SS 433 make this source a good candidate for a very high-energy (VHE) gamma-ray emitter. Gamma-ray fluxes above the sensitivity limits of current Cherenkov telescopes have been predicted for both the central X-ray binary system and the interaction regions of SS 433 jets with the surrounding W50 nebula. Non-thermal emission at lower energies has been previously reported, indicating that efficient particle acceleration is taking place in the system. Aims. We explore the capability of SS 433 to emit VHE gamma rays during periods in which the expected flux attenuation due to periodic eclipses (P-orb similar to 13.1 days) and precession of the circumstellar disk (P-pre similar to 162 days) periodically covering the central binary system is expected to be at its minimum. The eastern and western SS 433/W50 interaction regions are also examined using the whole data set available. We aim to constrain some theoretical models previously developed for this system with our observations. Methods. We made use of dedicated observations from the Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov telescopes (MAGIC) and High Energy Spectroscopic System (H.E.S.S.) of SS 433 taken from 2006 to 2011. These observation were combined for the first time and accounted for a total effective observation time of 16.5 h, which were scheduled considering the expected phases of minimum absorption of the putative VHE emission. Gamma-ray attenuation does not affect the jet/medium interaction regions. In this case, the analysis of a larger data set amounting to similar to 40-80 h, depending on the region, was employed. Results. No evidence of VHE gamma-ray emission either from the central binary system or from the eastern/western interaction regions was found. Upper limits were computed for the combined data set. Differential fluxes from the central system are found to be less than or similar to 10(-12)-10(-13) TeV-1 cm(-2) s(-1) in an energy interval ranging from similar to few x 100 GeV to similar to few TeV. Integral flux limits down to similar to 10(-12)-10(-13) ph cm(-2) s(-1) and similar to 10(-13)-10(-14) ph cm(-2) s(-1) are obtained at 300 and 800 GeV, respectively. Our results are used to place constraints on the particle acceleration fraction at the inner jet regions and on the physics of the jet/medium interactions. Conclusions. Our findings suggest that the fraction of the jet kinetic power that is transferred to relativistic protons must be relatively small in SS 433, q(p) <= 2.5 x 10(-5), to explain the lack of TeV and neutrino emission from the central system. At the SS 433/W50 interface, the presence of magnetic fields greater than or similar to 10 mu G is derived assuming a synchrotron origin for the observed X-ray emission. This also implies the presence of high-energy electrons with E-e up to 50 TeV, preventing an efficient production of gamma-ray fluxes in these interaction regions.
Actis, M. ; Agnetta, G. ; Aharonian, Felix A. ; Akhperjanian, A. G. ; Aleksic, J. ; Aliu, E. ; Allan, D. ; Allekotte, I. ; Antico, F. ; Antonelli, L. A. ; Antoranz, P. ; Aravantinos, A. ; Arlen, T. ; Arnaldi, H. ; Artmann, S. ; Asano, K. ; Asorey, H. G. ; Baehr, J. ; Bais, A. ; Baixeras, C. ; Bajtlik, S. ; Balis, D. ; Bamba, A. ; Barbier, C. ; Barcelo, M. ; Barnacka, Anna ; Barnstedt, Jürgen ; de Almeida, U. Barres ; Barrio, J. A. ; Basso, S. ; Bastieri, D. ; Bauer, C. ; Becerra Gonzalez, J. ; Becherini, Yvonne ; Bechtol, K. C. ; Becker, J. ; Beckmann, Volker ; Bednarek, W. ; Behera, B. ; Beilicke, M. ; Belluso, M. ; Benallou, M. ; Benbow, W. ; Berdugo, J. ; Berger, K. ; Bernardino, T. ; Bernlöhr, K. ; Biland, A. ; Billotta, S. ; Bird, T. ; Birsin, E. ; Bissaldi, E. ; Blake, S. ; Blanch Bigas, O. ; Bobkov, A. A. ; Bogacz, L. ; Bogdan, M. ; Boisson, Catherine ; Boix Gargallo, J. ; Bolmont, J. ; Bonanno, G. ; Bonardi, A. ; Bonev, T. ; Borkowski, Janett ; Botner, O. ; Bottani, A. ; Bourgeat, M. ; Boutonnet, C. ; Bouvier, A. ; Brau-Nogue, S. ; Braun, I. ; Bretz, T. ; Briggs, M. S. ; Brun, Pierre ; Brunetti, L. ; Buckley, H. ; Bugaev, V. ; Buehler, R. ; Bulik, Tomasz ; Busetto, G. ; Buson, S. ; Byrum, K. ; Cailles, M. ; Cameron, R. A. ; Canestrari, R. ; Cantu, S. ; Carmona, E. ; Carosi, A. ; Carr, John ; Carton, P. H. ; Casiraghi, M. ; Castarede, H. ; Catalano, O. ; Cavazzani, S. ; Cazaux, S. ; Cerruti, B. ; Cerruti, M. ; Chadwick, M. ; Chiang, J. ; Chikawa, M. ; Cieslar, M. ; Ciesielska, M. ; Cillis, A. N. ; Clerc, C. ; Colin, P. ; Colome, J. ; Compin, M. ; Conconi, P. ; Connaughton, V. ; Conrad, Jan ; Contreras, J. L. ; Coppi, P. ; Corlier, M. ; Corona, P. ; Corpace, O. ; Corti, D. ; Cortina, J. ; Costantini, H. ; Cotter, G. ; Courty, B. ; Couturier, S. ; Covino, S. ; Croston, J. ; Cusumano, G. ; Daniel, M. K. ; Dazzi, F. ; Deangelis, A. ; de Cea del Pozo, E. ; Dal Pino, E. M. de Gouveia ; de Jager, O. ; de la Calle Perez, I. ; De La Vega, G. ; De Lotto, B. ; de Naurois, M. ; Wilhelmi, E. de Ona ; de Souza, V. ; Decerprit, B. ; Deil, C. ; Delagnes, E. ; Deleglise, G. ; Delgado, C. ; Dettlaff, T. ; Di Paolo, A. ; Di Pierro, F. ; Diaz, C. ; Dick, J. ; Dickinson, H. ; Digel, S. W. ; Dimitrov, D. ; Disset, G. ; Djannati-Ataï, A. ; Doert, M. ; Domainko, W. ; Dorner, D. ; Doro, M. ; Dournaux, J. -L. ; Dravins, D. ; Drury, L. ; Dubois, F. ; Dubois, R. ; Dubus, G. ; Dufour, C. ; Durand, D. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edy, E. ; Egberts, Kathrin ; Eleftheriadis, C. ; Elles, S. ; Emmanoulopoulos, D. ; Enomoto, R. ; Ernenwein, J. -P. ; Errando, M. ; Etchegoyen, A. ; Falcone, A. D. ; Farakos, K. ; Farnier, C. ; Federici, S. ; Feinstein, F. ; Ferenc, D. ; Fillin-Martino, E. ; Fink, D. ; Finley, C. ; Finley, J. P. ; Firpo, R. ; Florin, D. ; Foehr, C. ; Fokitis, E. ; Font, Ll. ; Fontaine, G. ; Fontana, A. ; Foerster, A. ; Fortson, L. ; Fouque, N. ; Fransson, C. ; Fraser, G. W. ; Fresnillo, L. ; Fruck, C. ; Fujita, Y. ; Fukazawa, Y. ; Funk, S. ; Gaebele, W. ; Gabici, S. ; Gadola, A. ; Galante, N. ; Gallant, Y. ; Garcia, B. ; Garcia Lopez, R. J. ; Garrido, D. ; Garrido, L. ; Gascon, D. ; Gasq, C. ; Gaug, M. ; Gaweda, J. ; Geffroy, N. ; Ghag, C. ; Ghedina, A. ; Ghigo, M. ; Gianakaki, E. ; Giarrusso, S. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Giro, E. ; Giubilato, P. ; Glanzman, T. ; Glicenstein, J. -F. ; Gochna, M. ; Golev, V. ; Gomez Berisso, M. ; Gonzalez, A. ; Gonzalez, F. ; Granena, F. ; Graciani, R. ; Granot, J. ; Gredig, R. ; Green, A. ; Greenshaw, T. ; Grimm, O. ; Grube, J. ; Grudzinska, M. ; Grygorczuk, J. ; Guarino, V. ; Guglielmi, L. ; Guilloux, F. ; Gunji, S. ; Gyuk, G. ; Hadasch, D. ; Haefner, D. ; Hagiwara, R. ; Hahn, J. ; Hallgren, A. ; Hara, S. ; Hardcastle, M. J. ; Hassan, T. ; Haubold, T. ; Hauser, M. ; Hayashida, M. ; Heller, R. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Herrero, A. ; Hinton, James Anthony ; Hoffmann, D. ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Horns, D. ; Hrupec, D. ; Huan, H. ; Huber, B. ; Huet, J. -M. ; Hughes, G. ; Hultquist, K. ; Humensky, T. B. ; Huppert, J. -F. ; Ibarra, A. ; Illa, J. M. ; Ingjald, J. ; Inoue, S. ; Inoue, Y. ; Ioka, K. ; Jablonski, C. ; Jacholkowska, A. ; Janiak, M. ; Jean, P. ; Jensen, H. ; Jogler, T. ; Jung, I. ; Kaaret, P. ; Kabuki, S. ; Kakuwa, J. ; Kalkuhl, C. ; Kankanyan, R. ; Kapala, M. ; Karastergiou, A. ; Karczewski, M. ; Karkar, S. ; Karlsson, N. ; Kasperek, J. ; Katagiri, H. ; Katarzynski, K. ; Kawanaka, N. ; Kedziora, B. ; Kendziorra, E. ; Khelifi, B. ; Kieda, D. ; Kifune, T. ; Kihm, T. ; Klepser, S. ; Kluzniak, W. ; Knapp, J. ; Knappy, A. R. ; Kneiske, T. ; Knoedlseder, J. ; Koeck, F. ; Kodani, K. ; Kohri, K. ; Kokkotas, K. ; Komin, N. ; Konopelko, A. ; Kosack, K. ; Kossakowski, R. ; Kostka, P. ; Kotula, J. ; Kowal, G. ; Koziol, J. ; Kraehenbuehl, T. ; Krause, J. ; Krawczynski, H. ; Krennrich, F. ; Kretzschmann, A. ; Kubo, H. ; Kudryavtsev, V. A. ; Kushida, J. ; La Barbera, N. ; La Parola, V. ; La Rosa, G. ; Lopez, A. ; Lamanna, G. ; Laporte, P. ; Lavalley, C. ; Le Flour, T. ; Le Padellec, A. ; Lenain, J. -P. ; Lessio, L. ; Lieunard, B. ; Lindfors, E. ; Liolios, A. ; Lohse, T. ; Lombardi, S. ; Lopatin, A. ; Lorenz, E. ; Lubinski, P. ; Luz, O. ; Lyard, E. ; Maccarone, M. C. ; Maccarone, T. ; Maier, G. ; Majumdar, P. ; Maltezos, S. ; Malkiewicz, P. ; Mana, C. ; Manalaysay, A. ; Maneva, G. ; Mangano, A. ; Manigot, P. ; Marin, J. ; Mariotti, M. ; Markoff, S. ; Martinez, G. ; Martinez, M. ; Mastichiadis, A. ; Matsumoto, H. ; Mattiazzo, S. ; Mazin, D. ; McComb, T. J. L. ; McCubbin, N. ; McHardy, I. ; Medina, C. ; Melkumyan, D. ; Mendes, A. ; Mertsch, P. ; Meucci, M. ; Michalowski, J. ; Micolon, P. ; Mineo, T. ; Mirabal, N. ; Mirabel, F. ; Miranda, J. M. ; Mirzoyan, R. ; Mizuno, T. ; Moal, B. ; Moderski, R. ; Molinari, E. ; Monteiro, I. ; Moralejo, A. ; Morello, C. ; Mori, K. ; Motta, G. ; Mottez, F. ; Moulin, Emmanuel ; Mukherjee, R. ; Munar, P. ; Muraishi, H. ; Murase, K. ; Murphy, A. Stj. ; Nagataki, S. ; Naito, T. ; Nakamori, T. ; Nakayama, K. ; Naumann, C. L. ; Naumann, D. ; Nayman, P. ; Nedbal, D. ; Niedzwiecki, A. ; Niemiec, J. ; Nikolaidis, A. ; Nishijima, K. ; Nolan, S. J. ; Nowak, N. ; O'Brien, P. T. ; Ochoa, I. ; Ohira, Y. ; Ohishi, M. ; Ohka, H. ; Okumura, A. ; Olivetto, C. ; Ong, R. A. ; Orito, R. ; Orr, M. ; Osborne, J. P. ; Ostrowski, M. ; Otero, L. ; Otte, A. N. ; Ovcharov, E. ; Oya, I. ; Ozieblo, A. ; Paiano, S. ; Pallota, J. ; Panazol, J. L. ; Paneque, D. ; Panter, M. ; Paoletti, R. ; Papyan, G. ; Paredes, J. M. ; Pareschi, G. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pedaletti, G. ; Pepato, A. ; Persic, M. ; Petrucci, P. O. ; Peyaud, B. ; Piechocki, W. ; Pita, S. ; Pivato, G. ; Platos, L. ; Platzer, R. ; Pogosyan, L. ; Pohl, Martin ; Pojmanski, G. ; Ponz, J. D. ; Potter, W. ; Prandini, E. ; Preece, R. ; Prokoph, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quel, E. ; Quirrenbach, A. ; Rajda, P. ; Rando, R. ; Rataj, M. ; Raue, M. ; Reimann, C. ; Reimann, O. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Renner, S. ; Reymond, J. -M. ; Rhode, W. ; Ribo, M. ; Ribordy, M. ; Rico, J. ; Rieger, F. ; Ringegni, P. ; Ripken, J. ; Ristori, P. ; Rivoire, S. ; Rob, L. ; Rodriguez, S. ; Roeser, U. ; Romano, Patrizia ; Romero, G. E. ; Rosier-Lees, S. ; Rovero, A. C. ; Roy, F. ; Royer, S. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Ruppel, J. ; Russo, F. ; Ryde, F. ; Sacco, B. ; Saggion, A. ; Sahakian, V. ; Saito, K. ; Saito, T. ; Sakaki, N. ; Salazar, E. ; Salini, A. ; Sanchez, F. ; Sanchez Conde, M. A. ; Santangelo, Andrea ; Santos, E. M. ; Sanuy, A. ; Sapozhnikov, L. ; Sarkar, S. ; Scalzotto, V. ; Scapin, V. ; Scarcioffolo, M. ; Schanz, T. ; Schlenstedt, S. ; Schlickeiser, R. ; Schmidt, T. ; Schmoll, J. ; Schroedter, M. ; Schultz, C. ; Schultze, J. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schweizer, T. ; Seiradakis, J. ; Selmane, S. ; Seweryn, K. ; Shayduk, M. ; Shellard, R. C. ; Shibata, T. ; Sikora, M. ; Silk, J. ; Sillanpaa, A. ; Sitarek, J. ; Skole, C. ; Smith, N. ; Sobczynska, D. ; Sofo Haro, M. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spiga, D. ; Spyrou, S. ; Stamatescu, V. ; Stamerra, A. ; Starling, R. L. C. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Steiner, S. ; Stergioulas, N. ; Sternberger, R. ; Stinzing, F. ; Stodulski, M. ; Straumann, U. ; Suarez, A. ; Suchenek, M. ; Sugawara, R. ; Sulanke, K. H. ; Sun, S. ; Supanitsky, A. D. ; Sutcliffe, P. ; Szanecki, M. ; Szepieniec, T. ; Szostek, A. ; Szymkowiak, A. ; Tagliaferri, G. ; Tajima, H. ; Takahashi, H. ; Takahashi, K. ; Takalo, L. ; Takami, H. ; Talbot, R. G. ; Tam, P. H. ; Tanaka, M. ; Tanimori, T. ; Tavani, M. ; Tavernet, J. -P. ; Tchernin, C. ; Tejedor, L. A. ; Telezhinsky, Igor O. ; Temnikov, P. ; Tenzer, C. ; Terada, Y. ; Terrier, R. ; Teshima, M. ; Testa, V. ; Tibaldo, L. ; Tibolla, O. ; Tluczykont, M. ; Peixoto, C. J. Todero ; Tokanai, F. ; Tokarz, M. ; Toma, K. ; Torres, D. F. ; Tosti, G. ; Totani, T. ; Toussenel, F. ; Vallania, P. ; Vallejo, G. ; van der Walt, J. ; van Eldik, C. ; Vandenbroucke, J. ; Vankov, H. ; Vasileiadis, G. ; Vassiliev, V. V. ; Vegas, I. ; Venter, L. ; Vercellone, S. ; Veyssiere, C. ; Vialle, J. P. ; Videla, M. ; Vincent, P. ; Vink, J. ; Vlahakis, N. ; Vlahos, L. ; Vogler, P. ; Vollhardt, A. ; Volpe, F. ; Von Gunten, H. P. ; Vorobiov, S. ; Wagner, S. ; Wagner, R. M. ; Wagner, B. ; Wakely, S. P. ; Walter, P. ; Walter, R. ; Warwick, R. ; Wawer, P. ; Wawrzaszek, R. ; Webb, N. ; Wegner, P. ; Weinstein, A. ; Weitzel, Q. ; Welsing, R. ; Wetteskind, H. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wilkinson, M. I. ; Williams, D. A. ; Winde, M. ; Wischnewski, R. ; Wisniewski, L. ; Wolczko, A. ; Wood, M. ; Xiong, Q. ; Yamamoto, T. ; Yamaoka, K. ; Yamazaki, R. ; Yanagita, S. ; Yoffo, B. ; Yonetani, M. ; Yoshida, A. ; Yoshida, T. ; Yoshikoshi, T. ; Zabalza, V. ; Zagdanski, A. ; Zajczyk, A. ; Zdziarski, A. ; Zech, Alraune ; Zietara, K. ; Ziolkowski, P. ; Zitelli, V. ; Zychowski, P.
Ground-based gamma-ray astronomy has had a major breakthrough with the impressive results obtained using systems of imaging atmospheric Cherenkov telescopes. Ground-based gamma-ray astronomy has a huge potential in astrophysics, particle physics and cosmology. CTA is an international initiative to build the next generation instrument, with a factor of 5-10 improvement in sensitivity in the 100 GeV-10 TeV range and the extension to energies well below 100 GeV and above 100 TeV. CTA will consist of two arrays (one in the north, one in the south) for full sky coverage and will be operated as open observatory. The design of CTA is based on currently available technology. This document reports on the status and presents the major design concepts of CTA.
Acharya, B. S. ; Aramo, C. ; Babic, A. ; Barrio, J. A. ; Baushev, Anton N. ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bohacova, M. ; Bonardi, A. ; Brown, A. ; Bugaev, V. ; Bulik, Tomasz ; Burton, M. ; Busetto, G. ; Caraveo, P. A. ; Carosi, R. ; Carr, John ; Chadwick, Paula M. ; Chudoba, J. ; Conforti, V. ; Connaughton, V. ; Contreras, J. L. ; Cotter, G. ; Dazzi, F. ; De Franco, A. ; de la Calle, I. ; Lopez, R. de los Reyes ; De Lotto, B. ; De Palma, F. ; Di Girolamo, T. ; Di Giulio, C. ; Di Pierro, F. ; Dournaux, J. -L. ; Dwarkadas, Vikram V. ; Ebr, J. ; Egberts, Kathrin ; Fesquet, M. ; Fleischhack, H. ; Font, L. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Füßling, Matthias ; Garcia, B. ; Lopez, R. Garcia ; Garczarczyk, M. ; Gargano, F. ; Garrido, D. ; Gaug, M. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giuliani, A. ; Godinovic, N. ; Gonzalez, M. M. ; Grabarczyk, T. ; Hassan, T. ; Hoerandel, J. ; Hrabovsky, M. ; Hrupec, D. ; Humensky, T. B. ; Huovelin, J. ; Jamrozy, M. ; Janecek, P. ; Kaaret, P. E. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kluzniak, W. ; Kocot, J. ; Komin, N. ; Kubo, H. ; Kushida, J. ; Lamanna, G. ; Lee, W. H. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lombardi, S. ; Lopez-Coto, R. ; Lopez-Oramas, A. ; Lucarelli, F. ; Maccarone, M. C. ; Maier, G. ; Majumdar, P. ; Malaguti, G. ; Mandat, D. ; Mazziotta, Mario Nicola ; Meagher, K. ; Mirabal, N. ; Morselli, A. ; Moulin, Emmanuel ; Niemiec, J. ; Nievas, M. ; Nishijima, K. ; Nosek, D. ; Nunio, F. ; Ohishi, M. ; Ohm, S. ; Ong, R. A. ; Orito, R. ; Otte, N. ; Palatka, M. ; Pareschi, G. ; Pech, M. ; Persic, M. ; Pohl, Manuela ; Prouza, M. ; Quirrenbach, A. ; Raino, S. ; Fernandez, G. Rodriguez ; Romano, Patrizia ; Rovero, A. C. ; Rudak, B. ; Schovanek, P. ; Shayduk, M. ; Siejkowski, H. ; Sillanpaa, A. ; Stefanik, S. ; Stolarczyk, T. ; Szanecki, M. ; Szepieniec, T. ; Tejedor, L. A. ; Telezhinsky, Igor O. ; Teshima, M. ; Tibaldo, L. ; Tibolla, O. ; Tovmassian, G. ; Travnicek, P. ; Trzeciak, M. ; Vallania, P. ; van Eldik, C. ; Vercellone, S. ; Vigorito, C. ; Wagner, S. J. ; Wakely, S. P. ; Weinstein, A. ; Wierzcholska, A. ; Wilhelm, Alina ; Wojcik, P. ; Yoshikoshi, T.
Supernova remnants (SNRs) are among the most important targets for gamma-ray observatories. Being prominent non-thermal sources, they are very likely responsible for the acceleration of the bulk of Galactic cosmic rays (CRS). To firmly establish the SNR paradigm for the origin of cosmic rays, it should be confirmed that protons are indeed accelerated in, and released from, SNRs with the appropriate flux and spectrum. This can be done by detailed theoretical models which account for microphysics of acceleration and various radiation processes of hadrons and leptons. The current generation of Cherenkov telescopes has insufficient sensitivity to constrain theoretical models. A new facility, the Cherenkov Telescope Array (CTA), will have superior capabilities and may finally resolve this long standing issue of high-energy astrophysics. We want to assess the capabilities of CTA to reveal the physics of various types of SNRs in the initial 2000 years of their evolution. During this time, the efficiency to accelerate cosmic rays is highest. We perform time-dependent simulations of the hydrodynamics, the magnetic fields, the cosmic-ray acceleration, and the non-thermal emission for type Ia, Ic and IIP SNRs. We calculate the CTA response to the y-ray emission from these SNRs for various ages and distances, and we perform a realistic analysis of the simulated data. We derive distance limits for the detectability and resolvability of these SNR types at several ages. We test the ability of CTA to reconstruct their morphological and spectral parameters as a function of their distance. Finally, we estimate how well CTA data will constrain the theoretical models. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
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.
Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7-3946
(2017)
Acero, F. ; Aloisio, R. ; Amans, J. ; Amato, Elena ; Antonelli, L. A. ; Aramo, C. ; Armstrong, T. ; Arqueros, F. ; Asano, Katsuaki ; Ashley, M. ; Backes, M. ; Balazs, C. ; Balzer, A. ; Bamba, Aya ; Barkov, Maxim ; Barrio, J. A. ; Benbow, Wystan ; Bernloehr, K. ; Beshley, V. ; Bigongiari, C. ; Biland, A. ; Bilinsky, A. ; Bissaldi, Elisabetta ; Biteau, J. ; Blanch, O. ; Blasi, P. ; Blazek, J. ; Boisson, C. ; Bonanno, G. ; Bonardi, A. ; Bonavolonta, C. ; Bonnoli, G. ; Braiding, C. ; Brau-Nogue, S. ; Bregeon, J. ; Brown, A. M. ; Bugaev, V. ; Bulgarelli, A. ; Bulik, T. ; Burton, Michael ; Burtovoi, A. ; Busetto, G. ; Bottcher, M. ; Cameron, R. ; Capalbi, M. ; Caproni, Anderson ; Caraveo, P. ; Carosi, R. ; Cascone, E. ; Cerruti, M. ; Chaty, Sylvain ; Chen, A. ; Chen, X. ; Chernyakova, M. ; Chikawa, M. ; Chudoba, J. ; Cohen-Tanugi, J. ; Colafrancesco, S. ; Conforti, V. ; Contreras, J. L. ; Costa, A. ; Cotter, G. ; Covino, Stefano ; Covone, G. ; Cumani, P. ; Cusumano, G. ; Daniel, M. ; Dazzi, F. ; De Angelis, A. ; De Cesare, G. ; De Franco, A. ; De Frondat, F. ; Dal Pino, E. M. de Gouveia ; De Lisio, C. ; Lopez, R. de los Reyes ; De Lotto, B. ; de Naurois, M. ; De Palma, F. ; Del Santo, M. ; Delgado, C. ; della Volpe, D. ; Di Girolamo, T. ; Di Giulio, C. ; Di Pierro, F. ; Di Venere, L. ; Doro, M. ; Dournaux, J. ; Dumas, D. ; Dwarkadas, Vikram V. ; Diaz, C. ; Ebr, J. ; Egberts, Kathrin ; Einecke, S. ; Elsaesser, D. ; Eschbach, S. ; Falceta-Goncalves, D. ; Fasola, G. ; Fedorova, E. ; Fernandez-Barral, A. ; Ferrand, Gilles ; Fesquet, M. ; Fiandrini, E. ; Fiasson, A. ; Filipovic, Miroslav D. ; Fioretti, V. ; Font, L. ; Fontaine, Gilles ; Franco, F. J. ; Freixas Coromina, L. ; Fujita, Yutaka ; Fukui, Y. ; Funk, S. ; Forster, A. ; Gadola, A. ; Lopez, R. Garcia ; Garczarczyk, M. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giuliani, A. ; Glicenstein, J. ; Gnatyk, R. ; Goldoni, P. ; Grabarczyk, T. ; Graciani, R. ; Graham, J. ; Grandi, P. ; Granot, Jonathan ; Green, A. J. ; Griffiths, S. ; Gunji, S. ; Hakobyan, H. ; Hara, S. ; Hassan, T. ; Hayashida, M. ; Heller, M. ; Helo, J. C. ; Hinton, J. ; Hnatyk, B. ; Huet, J. ; Huetten, M. ; Humensky, T. B. ; Hussein, M. ; Horandel, J. ; Ikeno, Y. ; Inada, T. ; Inome, Y. ; Inoue, S. ; Inoue, T. ; Inoue, Y. ; Ioka, K. ; Iori, Maurizio ; Jacquemier, J. ; Janecek, P. ; Jankowsky, D. ; Jung, I. ; Kaaret, P. ; Katagiri, H. ; Kimeswenger, S. ; Kimura, Shigeo S. ; Knodlseder, J. ; Koch, B. ; Kocot, J. ; Kohri, K. ; Komin, N. ; Konno, Y. ; Kosack, K. ; Koyama, S. ; Kraus, Michaela ; Kubo, Hidetoshi ; Mezek, G. Kukec ; Kushida, J. ; La Palombara, N. ; Lalik, K. ; Lamanna, G. ; Landt, H. ; Lapington, J. ; Laporte, P. ; Lee, S. ; Lees, J. ; Lefaucheur, J. ; Lenain, J. -P. ; Leto, Giuseppe ; Lindfors, E. ; Lohse, T. ; Lombardi, S. ; Longo, F. ; Lopez, M. ; Lucarelli, F. ; Luque-Escamilla, Pedro Luis ; Lopez-Coto, R. ; Maccarone, M. C. ; Maier, G. ; Malaguti, G. ; Mandat, D. ; Maneva, G. ; Mangano, S. ; Marcowith, Alexandre ; Marti, J. ; Martinez, M. ; Martinez, G. ; Masuda, S. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Melioli, Claudio ; Mineo, T. ; Mirabal, N. ; Mizuno, T. ; Moderski, R. ; Mohammed, M. ; Montaruli, T. ; Moralejo, A. ; Mori, K. ; Morlino, G. ; Morselli, A. ; Moulin, Emmanuel ; Mukherjee, R. ; Mundell, C. ; Muraishi, H. ; Murase, Kohta ; Nagataki, Shigehiro ; Nagayoshi, T. ; Naito, T. ; Nakajima, D. ; Nakamori, T. ; Nemmen, R. ; Niemiec, Jacek ; Nieto, D. ; Nievas-Rosillo, M. ; Nikolajuk, M. ; Nishijima, K. ; Noda, K. ; Nogues, L. ; Nosek, D. ; Novosyadlyj, B. ; Nozaki, S. ; Ohira, Yutaka ; Ohishi, M. ; Ohm, S. ; Okumura, A. ; Ong, R. A. ; Orito, R. ; Orlati, A. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Padovani, Marco ; Palacio, J. ; Palatka, M. ; Paredes, Josep M. ; Pavy, S. ; Persic, M. ; Petrucci, P. ; Petruk, Oleh ; Pisarski, A. ; Pohl, Martin ; Porcelli, A. ; Prandini, E. ; Prast, J. ; Principe, G. ; Prouza, M. ; Pueschel, Elisa ; Puelhofer, G. ; Quirrenbach, A. ; Rameez, M. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Ribo, M. ; Rico, J. ; Rizi, V. ; Rodriguez, J. ; Fernandez, G. Rodriguez ; Rodriguez Vazquez, J. J. ; Romano, Patrizia ; Romeo, G. ; Rosado, J. ; Rousselle, J. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Sadeh, I. ; Safi-Harb, S. ; Saito, T. ; Sakaki, N. ; Sanchez, D. ; Sangiorgi, P. ; Sano, H. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Sawada, M. ; Schioppa, E. J. ; Schoorlemmer, H. ; Schovanek, P. ; Schussler, F. ; Sergijenko, O. ; Servillat, M. ; Shalchi, A. ; Shellard, R. C. ; Siejkowski, H. ; Sillanpaa, A. ; Simone, D. ; Sliusar, V. ; Sol, H. ; Stanic, S. ; Starling, R. ; Stawarz, L. ; Stefanik, S. ; Stephan, M. ; Stolarczyk, T. ; Szanecki, M. ; Szepieniec, T. ; Tagliaferri, G. ; Tajima, H. ; Takahashi, M. ; Takeda, J. ; Tanaka, M. ; Tanaka, S. ; Tejedor, L. A. ; Telezhinsky, Igor O. ; Temnikov, P. ; Terada, Y. ; Tescaro, D. ; Teshima, M. ; Testa, V. ; Thoudam, S. ; Tokanai, F. ; Torres, D. F. ; Torresi, E. ; Tosti, G. ; Townsley, C. ; Travnicek, P. ; Trichard, C. ; Trifoglio, M. ; Tsujimoto, S. ; Vagelli, V. ; Vallania, P. ; Valore, L. ; van Driel, W. ; van Eldik, C. ; Vandenbroucke, Justin ; Vassiliev, V. ; Vecchi, M. ; Vercellone, Stefano ; Vergani, S. ; Vigorito, C. ; Vorobiov, S. ; Vrastil, M. ; Vazquez Acosta, M. L. ; Wagner, S. J. ; Wagner, R. ; Wakely, S. P. ; Walter, R. ; Ward, J. E. ; Watson, J. J. ; Weinstein, A. ; White, M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wilcox, P. ; Williams, D. A. ; Wischnewski, R. ; Wojcik, P. ; Yamamoto, T. ; Yamamoto, H. ; Yamazaki, Ryo ; Yanagita, S. ; Yang, L. ; Yoshida, T. ; Yoshida, M. ; Yoshiike, S. ; Yoshikoshi, T. ; Zacharias, M. ; Zampieri, L. ; Zanin, R. ; Zavrtanik, M. ; Zavrtanik, D. ; Zdziarski, A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, Hannes ; Zhdanov, V. ; Ziegler, A. ; Zorn, J.
We perform simulations for future Cherenkov Telescope Array (CTA) observations of RX J1713.7-3946, a young supernova remnant (SNR) and one of the brightest sources ever discovered in very high energy (VHE) gamma rays. Special attention is paid to exploring possible spatial (anti) correlations of gamma rays with emission at other wavelengths, in particular X-rays and CO/H I emission. We present a series of simulated images of RX J1713.7-3946 for CTA based on a set of observationally motivated models for the gamma-ray emission. In these models, VHE gamma rays produced by high-energy electrons are assumed to trace the nonthermal X-ray emission observed by XMM-Newton, whereas those originating from relativistic protons delineate the local gas distributions. The local atomic and molecular gas distributions are deduced by the NANTEN team from CO and H I observations. Our primary goal is to show how one can distinguish the emission mechanism(s) of the gamma rays (i.e., hadronic versus leptonic, or a mixture of the two) through information provided by their spatial distribution, spectra, and time variation. This work is the first attempt to quantitatively evaluate the capabilities of CTA to achieve various proposed scientific goals by observing this important cosmic particle accelerator.