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Keywords
- gamma rays: general (13)
- radiation mechanisms: non-thermal (8)
- ISM: supernova remnants (7)
- gamma rays: galaxies (6)
- acceleration of particles (5)
- cosmic rays (5)
- astroparticle physics (4)
- galaxies: active (4)
- gamma rays: ISM (4)
- gamma rays: stars (3)
Institute
Archambault, S. ; Aune, T. ; Behera, B. ; Beilicke, M. ; Benbow, W. ; Berger, K. ; Bird, R. ; Biteau, Jonathan ; Bugaev, V. ; Byrum, K. ; Cardenzana, J. V. ; Cerruti, M. ; Chen, Xuhui ; Ciupik, L. ; Connolly, M. P. ; Cui, Wei ; Dumm, J. ; Errando, M. ; Falcone, A. ; Federici, Simone ; Feng, Q. ; Finley, J. P. ; Fleischhack, H. ; 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. ; Johnson, C. A. ; Kaaret, P. ; Kertzman, M. ; Khassen, Y. ; Kieda, D. ; Krawczynski, H. ; Krennrich, F. ; Kumar, S. ; Lang, M. J. ; Madhavan, A. S. ; Maier, G. ; McCann, A. ; Meagher, K. ; Moriarty, P. ; Mukherjee, R. ; Nieto, Daniel ; Ong, R. A. ; Otte, A. N. ; Park, N. ; Pohl, Martin ; Popkow, A. ; Prokoph, H. ; Quinn, J. ; Ragan, K. ; Rajotte, J. ; Reyes, L. C. ; Reynolds, P. T. ; Richards, G. T. ; Roache, E. ; Sembroski, G. H. ; Shahinyan, K. ; Staszak, D. ; Telezhinsky, Igor O. ; Tucci, J. V. ; Tyler, J. ; Varlotta, A. ; Vassiliev, V. V. ; Vincent, S. ; Wakely, S. P. ; Weinstein, A. ; Welsing, R. ; Wilhelm, Alina ; Williams, D. A. ; Ackermann, Margit ; Ajello, M. ; Albert, A. ; Baldini, L. ; Bastieri, D. ; Bellazzini, R. ; Bissaldi, E. ; Bregeon, Johan ; Buehler, R. ; Buson, S. ; Caliandro, G. A. ; Cameron, R. A. ; Caraveo, P. A. ; Cavazzuti, E. ; Charles, E. ; Chiang, J. ; Ciprini, S. ; Claus, R. ; Cutini, S. ; de Angelis, A. ; de Palma, F. ; Dermer, C. D. ; Digel, S. W. ; Di Venere, L. ; Drell, P. S. ; Favuzzi, C. ; Franckowiak, A. ; Fusco, P. ; Gargano, F. ; Gasparrini, D. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giroletti, M. ; Grenier, I. A. ; Guiriec, S. ; Jogler, T. ; Kuss, M. ; Larsson, S. ; Latronico, L. ; Longo, F. ; Loparco, F. ; Lubrano, P. ; Madejski, G. M. ; Mayer, M. ; Mazziotta, Mario Nicola ; Michelson, P. F. ; Mizuno, T. ; Monzani, M. E. ; Morselli, Aldo ; Murgia, S. ; Nuss, E. ; Ohsugi, T. ; Ormes, J. F. ; Paneque, D. ; Perkins, J. S. ; Piron, F. ; Pivato, G. ; Raino, S. ; Razzano, M. ; Reimer, A. ; Reimer, Olaf ; Ritz, S. ; Schaal, M. ; Sgro, C. ; Siskind, E. J. ; Spinelli, P. ; Takahashi, H. ; Tibaldo, L. ; Tinivella, M. ; Troja, E. ; Vianello, G. ; Werner, M. ; Wood, M.
We present deep VERITAS observations of the blazar PKS 1424+240, along with contemporaneous Fermi Large Area Telescope, Swift X-ray Telescope, and Swift UV Optical Telescope data between 2009 February 19 and 2013 June 8. This blazar resides at a redshift of z >= 0.6035, displaying a significantly attenuated gamma-ray flux above 100 GeV due to photon absorption via pair-production with the extragalactic background light. We present more than 100 hr of VERITAS observations over three years, a multiwavelength light curve, and the contemporaneous spectral energy distributions. The source shows a higher flux of (2.1 +/- 0.3) x 10(-7) photons m(-2) s(-1) above 120 GeV in 2009 and 2011 as compared to the flux measured in 2013, corresponding to (1.02 +/- 0.08) x 10-7 photons m(-2) s(-1) above 120 GeV. The measured differential very high energy (VHE; E >= 100 GeV) spectral indices are Gamma = 3.8 +/- 0.3, 4.3 +/- 0.6 and 4.5 +/- 0.2 in 2009, 2011, and 2013, respectively. No significant spectral change across the observation epochs is detected. We find no evidence for variability at gamma-ray opacities of greater than tau = 2, where it is postulated that any variability would be small and occur on timescales longer than a year if hadronic cosmic-ray interactions with extragalactic photon fields provide a secondary VHE photon flux. The data cannot rule out such variability due to low statistics.
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, A. ; 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, E. ; 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, A. ; 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, E. ; 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, A. ; 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.
Ackermann, Margit ; Ajello, M. ; Allafort, A. J. ; Baldini, L. ; Ballet, J. ; Barbiellini, G. ; Bastieri, D. ; Belfiore, A. ; Bellazzini, R. ; Berenji, B. ; Blandford, R. D. ; Bloom, E. D. ; Bonamente, E. ; Borgland, A. W. ; Bottacini, E. ; Brigida, M. ; Bruel, P. ; Buehler, R. ; Buson, S. ; Caliandro, G. A. ; Cameron, R. A. ; Caraveo, P. A. ; Casandjian, J. M. ; Cecchi, C. ; Chekhtman, A. ; Cheung, C. C. ; Chiang, J. ; Ciprini, S. ; Claus, R. ; Cohen-Tanugi, J. ; de Angelis, A. ; de Palma, F. ; Dermer, C. D. ; do Couto e Silva, E. ; Drell, P. S. ; Dumora, D. ; Favuzzi, C. ; Fegan, S. J. ; Focke, W. B. ; Fortin, P. ; Fukazawa, Y. ; Fusco, P. ; Gargano, F. ; Germani, S. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giroletti, M. ; Glanzman, T. ; Godfrey, G. ; Grenier, I. A. ; Guillemot, L. ; Guiriec, S. ; Hadasch, D. ; Hanabata, Y. ; Harding, A. K. ; Hayashida, M. ; Hayashi, K. ; Hays, E. ; Johannesson, G. ; Johnson, A. S. ; Kamae, T. ; Katagiri, H. ; Kataoka, J. ; Kerr, M. ; Knoedlseder, J. ; Kuss, M. ; Lande, J. ; Latronico, L. ; Lee, S. -H. ; Longo, F. ; Loparco, F. ; Lott, B. ; Lovellette, M. N. ; Lubrano, P. ; Martin, P. ; Mazziotta, Mario Nicola ; McEnery, J. E. ; Mehault, J. ; Michelson, P. F. ; Mitthumsiri, W. ; Mizuno, T. ; Monte, C. ; Monzani, M. E. ; Morselli, A. ; Moskalenko, I. V. ; Murgia, S. ; Naumann-Godo, M. ; Nolan, P. L. ; Norris, J. P. ; Nuss, E. ; Ohsugi, T. ; Okumura, A. ; Orlando, E. ; Ormes, J. F. ; Ozaki, M. ; Paneque, D. ; Parent, D. ; Pesce-Rollins, M. ; Pierbattista, M. ; Piron, F. ; Pohl, Martin ; Prokhorov, D. ; Raino, S. ; Rando, R. ; Razzano, M. ; Reposeur, T. ; Ritz, S. ; Parkinson, P. M. Saz ; Sgro, C. ; Siskind, E. J. ; Smith, P. D. ; Spinelli, P. ; Strong, A. W. ; Takahashi, H. ; Tanaka, T. ; Thayer, J. G. ; Thayer, J. B. ; Thompson, D. J. ; Tibaldo, L. ; Torres, D. F. ; Tosti, G. ; Tramacere, A. ; Troja, E. ; Uchiyama, Y. ; Vandenbroucke, J. ; Vasileiou, V. ; Vianello, G. ; Vitale, V. ; Waite, A. P. ; Wang, P. ; Winer, B. L. ; Wood, K. S. ; Yang, Z. ; Zimmer, S. ; Bontemps, S.
The origin of Galactic cosmic rays is a century-long puzzle. Indirect evidence points to their acceleration by supernova shockwaves, but we know little of their escape from the shock and their evolution through the turbulent medium surrounding massive stars. Gamma rays can probe their spreading through the ambient gas and radiation fields. The Fermi Large Area Telescope (LAT) has observed the star-forming region of Cygnus X. The 1- to 100-gigaelectronvolt images reveal a 50-parsec-wide cocoon of freshly accelerated cosmic rays that flood the cavities carved by the stellar winds and ionization fronts from young stellar clusters. It provides an example to study the youth of cosmic rays in a superbubble environment before they merge into the older Galactic population.
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, E. ; 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, A. ; 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, E. ; 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, A. ; 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.
Observations of the young supernova remnant RX J1713.7-3946 with the fermi large area telescope
(2011)
Abdo, A. A. ; Ackermann, Margit ; Ajello, M. ; Allafort, A. J. ; Baldini, L. ; Ballet, J. ; Barbiellini, G. ; Baring, M. G. ; Bastieri, D. ; Bellazzini, R. ; Berenji, B. ; Blandford, R. D. ; Bloom, E. D. ; Bonamente, E. ; Borgland, A. W. ; Bouvier, A. ; Brandt, T. J. ; Bregeon, Johan ; Brigida, M. ; Bruel, P. ; Buehler, R. ; Buson, S. ; Caliandro, G. A. ; Cameron, R. A. ; Caraveo, P. A. ; Casandjian, J. M. ; Cecchi, C. ; Chaty, S. ; Chekhtman, A. ; Cheung, C. C. ; Chiang, J. ; Cillis, A. N. ; Ciprini, S. ; Claus, R. ; Cohen-Tanugi, J. ; Conrad, Jan ; Corbel, S. ; Cutini, S. ; de Angelis, A. ; de Palma, F. ; Dermer, C. D. ; Digel, S. W. ; do Couto e Silva, E. ; Drell, P. S. ; Drlica-Wagner, A. ; Dubois, R. ; Dumora, D. ; Favuzzi, C. ; Ferrara, E. C. ; Fortin, P. ; Frailis, M. ; Fukazawa, Y. ; Fukui, Y. ; Funk, S. ; Fusco, P. ; Gargano, F. ; Gasparrini, D. ; Gehrels, N. ; Germani, S. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giroletti, M. ; Glanzman, T. ; Godfrey, G. ; Grenier, I. A. ; Grondin, M. -H. ; Guiriec, S. ; Hadasch, D. ; Hanabata, Y. ; Harding, A. K. ; Hayashida, M. ; Hayashi, K. ; Hays, E. ; Horan, D. ; Jackson, M. S. ; Johannesson, G. ; Johnson, A. S. ; Kamae, T. ; Katagiri, H. ; Kataoka, J. ; Kerr, M. ; Knoedlseder, J. ; Kuss, M. ; Lande, J. ; Latronico, L. ; Lee, S. -H. ; Lemoine-Goumard, M. ; Longo, F. ; Loparco, F. ; Lovellette, M. N. ; Lubrano, P. ; Madejski, G. M. ; Makeev, A. ; Mazziotta, Mario Nicola ; McEnery, J. E. ; Michelson, P. F. ; Mignani, R. P. ; Mitthumsiri, W. ; Mizuno, T. ; Moiseev, A. A. ; Monte, C. ; Monzani, M. E. ; Morselli, A. ; Moskalenko, I. V. ; Murgia, S. ; Naumann-Godo, M. ; Nolan, P. L. ; Norris, J. P. ; Nuss, E. ; Ohsugi, T. ; Okumura, A. ; Orlando, E. ; Ormes, J. F. ; Paneque, D. ; Parent, D. ; Pelassa, V. ; Pesce-Rollins, M. ; Pierbattista, M. ; Piron, F. ; Pohl, Martin ; Porter, T. A. ; Raino, S. ; Rando, R. ; Razzano, M. ; Reimer, O. ; Reposeur, T. ; Ritz, S. ; Romani, R. W. ; Roth, M. ; Sadrozinski, H. F. -W. ; Parkinson, P. M. Saz ; Sgro, C. ; Smith, D. A. ; Smith, P. D. ; Spandre, G. ; Spinelli, P. ; Strickman, M. S. ; Tajima, H. ; Takahashi, H. ; Takahashi, T. ; Tanaka, T. ; Thayer, J. G. ; Thayer, J. B. ; Thompson, D. J. ; Tibaldo, L. ; Tibolla, O. ; Torres, D. F. ; Tosti, G. ; Tramacere, A. ; Troja, E. ; Uchiyama, Y. ; Vandenbroucke, J. ; Vasileiou, V. ; Vianello, G. ; Vilchez, N. ; Vitale, V. ; Waite, A. P. ; Wang, P. ; Winer, B. L. ; Wood, K. S. ; Yamamoto, H. ; Yamazaki, R. ; Yang, Z. ; Ziegler, M.
We present observations of the young supernova remnant (SNR) RX J1713.7-3946 with the Fermi Large Area Telescope (LAT). We clearly detect a source positionally coincident with the SNR. The source is extended with a best-fit extension of 0 degrees.55 +/- 0 degrees.04 matching the size of the non-thermal X-ray and TeV gamma-ray emission from the remnant. The positional coincidence and the matching extended emission allow us to identify the LAT source with SNR RX J1713.7-3946. The spectrum of the source can be described by a very hard power law with a photon index of Gamma = 1.5 +/- 0.1 that coincides in normalization with the steeper H. E. S. S.-detected gamma-ray spectrum at higher energies. The broadband gamma-ray emission is consistent with a leptonic origin as the dominant mechanism for the gamma-ray emission.
Abdo, A. A. ; Ackermann, Margit ; Ajello, M. ; Allafort, A. J. ; Baldini, L. ; Ballet, J. ; Barbiellini, G. ; Baring, M. G. ; Bastieri, D. ; Bechtol, K. C. ; Bellazzini, R. ; Berenji, B. ; Blandford, R. D. ; Bloom, E. D. ; Bonamente, E. ; Borgland, A. W. ; Bouvier, A. ; Brandt, T. J. ; Bregeon, Johan ; Brez, A. ; Brigida, M. ; Bruel, P. ; Buehler, R. ; Buson, S. ; Caliandro, G. A. ; Cameron, R. A. ; Cannon, A. ; Caraveo, P. A. ; Carrigan, Svenja ; Casandjian, J. M. ; Cavazzuti, E. ; Cecchi, C. ; Celik, O. ; Charles, E. ; Chekhtman, A. ; Cheung, C. C. ; Chiang, J. ; Ciprini, S. ; Claus, R. ; Cohen-Tanugi, J. ; Conrad, Jan ; Cutini, S. ; Dermer, C. D. ; de Palma, F. ; do Couto e Silva, E. ; Drell, P. S. ; Dubois, R. ; Dumora, D. ; Favuzzi, C. ; Fegan, S. J. ; Ferrara, E. C. ; Focke, W. B. ; Fortin, P. ; Frailis, M. ; Fuhrmann, L. ; Fukazawa, Y. ; Funk, S. ; Fusco, P. ; Gargano, F. ; Gasparrini, D. ; Gehrels, N. ; Germani, S. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giroletti, M. ; Glanzman, T. ; Godfrey, G. ; Grenier, I. A. ; Guillemot, L. ; Guiriec, S. ; Hayashida, M. ; Hays, E. ; Horan, D. ; Hughes, R. E. ; Johannesson, G. ; Johnson, A. S. ; Johnson, W. N. ; Kadler, M. ; Kamae, T. ; Katagiri, H. ; Kataoka, J. ; Knoedlseder, J. ; Kuss, M. ; Lande, J. ; Latronico, L. ; Lee, S. -H. ; Lemoine-Goumard, M. ; Longo, F. ; Loparco, F. ; Lott, B. ; Lovellette, M. N. ; Lubrano, P. ; Madejski, G. M. ; Makeev, A. ; Max-Moerbeck, W. ; Mazziotta, Mario Nicola ; McEnery, J. E. ; Mehault, J. ; Michelson, P. F. ; Mitthumsiri, W. ; Mizuno, T. ; Moiseev, A. A. ; Monte, C. ; Monzani, M. E. ; Morselli, A. ; Moskalenko, I. V. ; Murgia, S. ; Naumann-Godo, M. ; Nishino, S. ; Nolan, P. L. ; Norris, J. P. ; Nuss, E. ; Ohsugi, T. ; Okumura, A. ; Omodei, N. ; Orlando, E. ; Ormes, J. F. ; Paneque, D. ; Panetta, J. H. ; Parent, D. ; Pavlidou, V. ; Pearson, T. J. ; Pelassa, V. ; Pepe, M. ; Pesce-Rollins, M. ; Piron, F. ; Porter, T. A. ; Raino, S. ; Rando, R. ; Razzano, M. ; Readhead, A. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Richards, J. L. ; Ripken, J. ; Ritz, S. ; Roth, M. ; Sadrozinski, H. F. -W. ; Sanchez, D. ; Sander, A. ; Scargle, J. D. ; Sgro, C. ; Siskind, E. J. ; Smith, P. D. ; Spandre, G. ; Spinelli, P. ; Stawarz, L. ; Stevenson, M. ; Strickman, M. S. ; Sokolovsky, K. V. ; Suson, D. J. ; Takahashi, H. ; Takahashi, T. ; Tanaka, T. ; Thayer, J. B. ; Thayer, J. G. ; Thompson, D. J. ; Tibaldo, L. ; Torres, F. ; Tosti, G. ; Tramacere, A. ; Uchiyama, Y. ; Usher, T. L. ; Vandenbroucke, J. ; Vasileiou, V. ; Vilchez, N. ; Vitale, V. ; Waite, A. P. ; Wang, P. ; Wehrle, A. E. ; Winer, B. L. ; Wood, K. S. ; Yang, Z. ; Ylinen, T. ; Zensus, J. A. ; Ziegler, M. ; Aleksic, J. ; Antonelli, L. A. ; Antoranz, P. ; Backes, Michael ; Barrio, J. A. ; Gonzalez, J. Becerra ; Bednarek, W. ; Berdyugin, A. ; Berger, K. ; Bernardini, E. ; Biland, A. ; Blanch Bigas, O. ; Bock, R. K. ; Boller, A. ; Bonnoli, G. ; Bordas, Pol ; Tridon, D. Borla ; Bosch-Ramon, Valentin ; Bose, D. ; Braun, I. ; Bretz, T. ; Camara, M. ; Carmona, E. ; Carosi, A. ; Colin, P. ; Colombo, E. ; Contreras, J. L. ; Cortina, J. ; Covino, S. ; Dazzi, F. ; de Angelis, A. ; del Pozo, E. De Cea ; De Lotto, B. ; De Maria, M. ; De Sabata, F. ; Mendez, C. Delgado ; Ortega, A. Diago ; Doert, M. ; Dominguez, A. ; Prester, Dijana Dominis ; Dorner, D. ; Doro, M. ; Elsaesser, D. ; Ferenc, D. ; Fonseca, M. V. ; Font, L. ; Lopen, R. J. Garcia ; Garczarczyk, M. ; Gaug, M. ; Giavitto, G. ; Godinovi, N. ; Hadasch, D. ; Herrero, A. ; Hildebrand, D. ; Hoehne-Moench, D. ; Hose, J. ; Hrupec, D. ; Jogler, T. ; Klepser, S. ; Kraehenbuehl, T. ; Kranich, D. ; Krause, J. ; La Barbera, A. ; Leonardo, E. ; Lindfors, E. ; Lombardi, S. ; Lopez, M. ; Lorenz, E. ; Majumdar, P. ; Makariev, E. ; Maneva, G. ; Mankuzhiyil, N. ; Mannheim, K. ; Maraschi, L. ; Mariotti, M. ; Martinez, M. ; Mazin, D. ; Meucci, M. ; Miranda, J. M. ; Mirzoyan, R. ; Miyamoto, H. ; Moldon, J. ; Moralejo, A. ; Nieto, D. ; Nilsson, K. ; Orito, R. ; Oya, I. ; Paoletti, R. ; Paredes, J. M. ; Partini, S. ; Pasanen, M. ; Pauss, F. ; Pegna, R. G. ; Perez-Torres, M. A. ; Persic, M. ; Peruzzo, J. ; Pochon, J. ; Moroni, P. G. Prada ; Prada, F. ; Prandini, E. ; Puchades, N. ; Puljak, I. ; Reichardt, T. ; Reinthal, R. ; Rhode, W. ; Ribo, M. ; Rico, J. ; Rissi, M. ; Ruegamer, S. ; Saggion, A. ; Saito, K. ; Saito, T. Y. ; Salvati, M. ; Sanchez-Conde, M. ; Satalecka, K. ; Scalzotto, V. ; Scapin, V. ; Schultz, C. ; Schweizer, T. ; Shayduk, M. ; Shore, S. N. ; Sierpowska-Bartosik, A. ; Sillanpaa, A. ; Sitarek, J. ; Sobczynska, D. ; Spanier, F. ; Spiro, S. ; Stamerra, A. ; Steinke, B. ; Storz, J. ; Strah, N. ; Struebig, J. C. ; Suric, T. ; Takalo, L. O. ; Tavecchio, F. ; Temnikov, P. ; Terzic, T. ; Tescaro, D. ; Teshima, M. ; Vankov, H. ; Wagner, R. M. ; Weitzel, Q. ; Zabalza, V. ; Zandanel, F. ; Zanin, R. ; Acciari, V. A. ; Arlen, T. ; Aune, T. ; Benbow, W. ; Boltuch, D. ; Bradbury, S. M. ; Buckley, J. H. ; Bugaev, V. ; Cannon, A. ; Cesarini, A. ; Ciupik, L. ; Cui, W. ; Dickherber, R. ; Errando, M. ; Falcone, A. ; Finley, J. P. ; Finnegan, G. ; Fortson, L. ; Furniss, A. ; Galante, N. ; Gall, D. ; Gillanders, G. H. ; Godambe, S. ; Grube, J. ; Guenette, R. ; Gyuk, G. ; Hanna, D. ; Holder, J. ; Huang, D. ; Hui, C. M. ; Humensky, T. B. ; Kaaret, P. ; Karlsson, N. ; Kertzman, M. ; Kieda, D. ; Konopelko, A. ; Krawczynski, H. ; Krennrich, F. ; Lang, M. J. ; Maier, G. ; McArthur, S. ; McCann, A. ; McCutcheon, M. ; Moriarty, P. ; Mukherjee, R. ; Ong, R. ; Otte, N. ; Pandel, D. ; Perkins, J. S. ; Pichel, A. ; Pohl, M. ; Quinn, J. ; Ragan, K. ; Reyes, L. C. ; Reynolds, P. T. ; Roache, E. ; Rose, H. J. ; Rovero, A. C. ; Schroedter, M. ; Sembroski, G. H. ; Senturk, G. D. ; Steele, D. ; Swordy, S. P. ; Tesic, G. ; Theiling, M. ; Thibadeau, S. ; Varlotta, A. ; Vincent, S. ; Wakely, S. P. ; Ward, J. E. ; Weekes, T. C. ; Weinstein, A. ; Weisgarber, T. ; Williams, D. A. ; Wood, M. ; Zitzer, B. ; Villata, M. ; Raiteri, C. M. ; Aller, H. D. ; Aller, M. F. ; Arkharov, A. A. ; Blinov, D. A. ; Calcidese, P. ; Chen, W. P. ; Efimova, N. V. ; Kimeridze, G. ; Konstantinova, T. S. ; Kopatskaya, E. N. ; Koptelova, E. ; Kurtanidze, O. M. ; Kurtanidze, S. O. ; Lahteenmaki, A. ; Larionov, V. M. ; Larionova, E. G. ; Larionova, L. V. ; Ligustri, R. ; Morozova, D. A. ; Nikolashvili, M. G. ; Sigua, L. A. ; Troitsky, I. S. ; Angelakis, E. ; Capalbi, M. ; Carraminana, A. ; Carrasco, L. ; Cassaro, P. ; de la Fuente, E. ; Gurwell, M. A. ; Kovalev, Y. Y. ; Kovalev, Yu. A. ; Krichbaum, T. P. ; Krimm, H. A. ; Leto, Paolo ; Lister, M. L. ; Maccaferri, G. ; Moody, J. W. ; Mori, Y. ; Nestoras, I. ; Orlati, A. ; Pagani, C. ; Pace, C. ; Pearson, R. ; Perri, M. ; Piner, B. G. ; Pushkarev, A. B. ; Ros, E. ; Sadun, A. C. ; Sakamoto, T. ; Tornikoski, M. ; Yatsu, Y. ; Zook, A.
We report on the gamma-ray activity of the blazar Mrk 501 during the first 480 days of Fermi operation. We find that the average Large Area Telescope (LAT) gamma-ray spectrum of Mrk 501 can be well described by a single power-law function with a photon index of 1.78 +/- 0.03. While we observe relatively mild flux variations with the Fermi-LAT (within less than a factor of two), we detect remarkable spectral variability where the hardest observed spectral index within the LAT energy range is 1.52 +/- 0.14, and the softest one is 2.51 +/- 0.20. These unexpected spectral changes do not correlate with the measured flux variations above 0.3 GeV. In this paper, we also present the first results from the 4.5 month long multifrequency campaign (2009 March 15-August 1) on Mrk 501, which included the Very Long Baseline Array (VLBA), Swift, RXTE, MAGIC, and VERITAS, the F-GAMMA, GASP-WEBT, and other collaborations and instruments which provided excellent temporal and energy coverage of the source throughout the entire campaign. The extensive radio to TeV data set from this campaign provides us with the most detailed spectral energy distribution yet collected for this source during its relatively low activity. The average spectral energy distribution of Mrk 501 is well described by the standard one-zone synchrotron self-Compton (SSC) model. In the framework of this model, we find that the dominant emission region is characterized by a size less than or similar to 0.1 pc (comparable within a factor of few to the size of the partially resolved VLBA core at 15-43 GHz), and that the total jet power (similar or equal to 10(44) erg s(-1)) constitutes only a small fraction (similar to 10(-3)) of the Eddington luminosity. The energy distribution of the freshly accelerated radiating electrons required to fit the time-averaged data has a broken power-law form in the energy range 0.3 GeV-10 TeV, with spectral indices 2.2 and 2.7 below and above the break energy of 20 GeV. We argue that such a form is consistent with a scenario in which the bulk of the energy dissipation within the dominant emission zone of Mrk 501 is due to relativistic, proton-mediated shocks. We find that the ultrarelativistic electrons and mildly relativistic protons within the blazar zone, if comparable in number, are in approximate energy equipartition, with their energy dominating the jet magnetic field energy by about two orders of magnitude.
Abdalla, Hassan E. ; Collaboration, H. E. S. S. ; Abramowski, A. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Balzer, A. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Chevalier, J. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Conrad, J. ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Deil, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Donath, A. ; 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. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M. -H. ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, T. L. ; 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. ; Kruger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; 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, A. ; 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, E. ; 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. ; Prokhorov, D. A. ; 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, D. A. ; Santangelo, A. ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schussler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seglar-Arroyo, 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, I. ; 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.
Context. Recently, the high-energy (HE, 0.1-100 GeV) gamma-ray emission from the object LMC P3 in the Large Magellanic Cloud (LMC) has been discovered to be modulated with a 10.3-day period, making it the first extra-galactic gamma-ray binary. Aims. This work aims at the detection of very-high-energy (VHE, >100 GeV) gamma-ray emission and the search for modulation of the VHE signal with the orbital period of the binary system. Methods. LMC P3 has been observed with the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.); the acceptance-corrected exposure time is 100 h. The data set has been folded with the known orbital period of the system in order to test for variability of the emission. Results. VHE gamma-ray emission is detected with a statistical significance of 6.4 sigma. The data clearly show variability which is phase-locked to the orbital period of the system. Periodicity cannot be deduced from the H.E.S.S. data set alone. The orbit-averaged luminosity in the 1-10 TeV energy range is (1.4 +/- 0.2) x 10(35) erg s(-1). A luminosity of (5 +/- 1) x 10(35) erg s(-1) is reached during 20% of the orbit. HE and VHE gamma-ray emissions are anti-correlated. LMC P3 is the most luminous gamma-ray binary known so far.
Abdalla, Hassan E. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arcaro, C. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Bylund, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chand, T. ; Chandra, S. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Davids, I. D. ; Deil, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Dmytriiev, A. ; Donath, A. ; Doroshenko, V ; Dyks, J. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J-P ; Eschbach, S. ; Fegan, S. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M-H ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, Tim Lukas ; Holler, M. ; Horns, D. ; Huber, D. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katsuragawa, M. ; Katz, U. ; Kerszberg, D. ; Khangulyan, D. ; Khelifi, B. ; King, J. ; Klepser, S. ; Kluzniak, W. ; Komin, Nu ; Kosack, K. ; Kraus, M. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J-P ; Leser, Eva ; Lohse, T. ; Lopez-Coto, R. ; Lypova, I ; Malyshev, D. ; Marandon, V ; Marcowith, A. ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moore, C. ; Moulin, E. ; Murach, T. ; Nakashima, S. ; de Naurois, M. ; Ndiyavala, H. ; Niederwanger, F. ; Niemiec, J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Ostrowski, M. ; Oya, I ; 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, David M. ; Santangelo, A. ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schussler, F. ; Schulz, A. ; Schutte, H. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seglar-Arroyo, M. ; Senniappan, M. ; Seyffert, A. S. ; Shafi, N. ; Shilon, I ; Shiningayamwe, K. ; Simoni, R. ; Sinha, A. ; Sol, H. ; 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. ; 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. ; Yoneda, H. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zorn, J. ; Zywucka, N.
Context. We present a detailed view of the pulsar wind nebula (PWN) HESS J1825-137. We aim to constrain the mechanisms dominating the particle transport within the nebula, accounting for its anomalously large size and spectral characteristics. Aims. The nebula was studied using a deep exposure from over 12 years of H.E.S.S. I operation, together with data from H.E.S.S. II that improve the low-energy sensitivity. Enhanced energy-dependent morphological and spatially resolved spectral analyses probe the very high energy (VHE, E > 0.1 TeV) gamma-ray properties of the nebula. Methods. The nebula emission is revealed to extend out to 1.5 degrees from the pulsar, similar to 1.5 times farther than previously seen, making HESS J1825-137, with an intrinsic diameter of similar to 100 pc, potentially the largest gamma-ray PWN currently known. Characterising the strongly energy-dependent morphology of the nebula enables us to constrain the particle transport mechanisms. A dependence of the nebula extent with energy of R proportional to E alpha with alpha = -0.29 +/- 0.04(stat) +/- 0.05(sys) disfavours a pure diffusion scenario for particle transport within the nebula. The total gamma-ray flux of the nebula above 1 TeV is found to be (1.12 +/- 0.03(stat) +/- 0.25(sys)) +/- 10(-11) cm(-2) s(-1), corresponding to similar to 64% of the flux of the Crab nebula. Results. HESS J1825-137 is a PWN with clearly energy-dependent morphology at VHE gamma-ray energies. This source is used as a laboratory to investigate particle transport within intermediate-age PWNe. Based on deep observations of this highly spatially extended PWN, we produce a spectral map of the region that provides insights into the spectral variation within the nebula.
First ground-based measurement of sub-20 GeV to 100 GeV gamma-Rays from the Vela pulsar with HESS II
(2018)
Abdalla, Hassan E. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arcaro, C. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernlohr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Bylund, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chandra, S. ; Chen, A. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Davids, I. D. ; Deil, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Dmytriiev, A. ; Donath, A. ; Doroshenko, V ; Dyks, J. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J-P ; Eschbach, S. ; Fegan, S. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M-H ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, T. L. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Huber, D. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katsuragawa, M. ; Katz, U. ; Kerszberg, D. ; Khangulyan, D. ; Khelifi, B. ; King, J. ; Klepser, S. ; Kluzniak, W. ; Komin, Nu ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Kraus, M. ; Krüger, 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, A. ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moulin, E. ; 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, A. ; 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. ; 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. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zorn, J. ; Zywucka, N. ; Kerr, M. ; Johnston, S. ; Shannon, R. M.
Aims. We report on the measurement and investigation of pulsed high-energy y-ray emission from the Vela pulsar, PSR B0833-45, based on observations with the largest telescope of H.E.S.S., CT5, in monoscopic mode, and on data obtained with the Fermi-LAT. Methods. Data from 40.3 h of observations carried out with the H.E.S.S. II array from 2013 to 2015 have been used. A dedicated very low-threshold event reconstruction and analysis pipeline was developed to achieve the lowest possible energy threshold. Eight years of Fermi-LAT data were analysed and also used as reference to validate the CT5 telescope response model and analysis methods. Results. A pulsed gamma-ray signal at a significance level of more than 15 sigma is detected from the P2 peak of the Vela pulsar light curve. Of a total of 15 835 events, more than 6000 lie at an energy below 20 GeV, implying a significant overlap between H.E.S.S. II-CT5 and the Fermi-LAT. While the investigation of the pulsar light curve with the LAT confirms characteristics previously known up to 20 GeV in the tens of GeV energy range, CT5 data show a change in the pulse morphology of P2, i.e. an extreme sharpening of its trailing edge, together with the possible onset of a new component at 3.4 sigma significance level. Assuming a power-law model for the P2 spectrum, an excellent agreement is found for the photon indices (Gamma similar or equal to 4.1) obtained with the two telescopes above 10 GeV and an upper bound of 8% is derived on the relative offset between their energy scales. Using data from both instruments, it is shown however that the spectrum of P2 in the 10-100 GeV has a pronounced curvature; this is a confirmation of the sub-exponential cut-off form found at lower energies with the LAT. This is further supported by weak evidence of an emission above 100 GeV obtained with CT5. In contrast, converging indications are found from both CT5 and LAT data for the emergence of a hard component above 50 GeV in the leading wing (LW2) of P2, which possibly extends beyond 100 GeV. Conclusions. The detection demonstrates the performance and understanding of CT5 from 100 GeV down to the sub-20 GeV domain, i.e. unprecedented low energy for ground-based gamma-ray astronomy. The extreme sharpening of the trailing edge of the P2 peak found in the H.E.S.S. II light curve of the Vela pulsar and the possible extension beyond 100 GeV of at least one of its features, LW2, provide further constraints to models of gamma-Ray emission from pulsars.
Abdalla, Hassan E. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arcaro, C. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Bylund, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chandra, S. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Davids, I. D. ; Deil, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Dmytriiev, A. ; Donath, A. ; Doroshenko, V ; Dyks, J. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J-P ; Eschbach, S. ; Fegan, S. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M-H ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, Tim Lukas ; Holler, M. ; Horns, D. ; Huber, D. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; 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, A. ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moulin, E. ; 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. ; 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, David M. ; Santangelo, A. ; 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. ; 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. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zorn, J. ; Zywucka, N.
The blazar Mrk 501 (z = 0.034) was observed at very-high-energy (VHE, E greater than or similar to 100 GeV) gamma-ray wavelengths during a bright flare on the night of 2014 June 23-24 (MJD 56832) with the H.E.S.S. phase-II array of Cherenkov telescopes. Data taken that night by H.E.S.S. at large zenith angle reveal an exceptional number of gamma-ray photons at multi-TeV energies, with rapid flux variability and an energy coverage extending significantly up to 20 TeV. This data set is used to constrain Lorentz invariance violation (LIV) using two independent channels: a temporal approach considers the possibility of an energy dependence in the arrival time of gamma-rays, whereas a spectral approach considers the possibility of modifications to the interaction of VHE gamma-rays with extragalactic background light (EBL) photons. The non-detection of energy-dependent time delays and the non-observation of deviations between the measured spectrum and that of a supposed power-law intrinsic spectrum with standard EBL attenuation are used independently to derive strong constraints on the energy scale of LIV (E-QG) in the subluminal scenario for linear and quadratic perturbations in the dispersion relation of photons. For the case of linear perturbations, the 95% confidence level limits obtained are E-QG,E-1 > 3.6 x 10(17) GeV using the temporal approach and E-QG,E-1 > 2.6 x 10(19) GeV using the spectral approach. For the case of quadratic perturbations, the limits obtained are E-QG,E-2 > 8.5 x 10(10) GeV using the temporal approach and E-QG,E-2 > 7.8 x 10(11) GeV using the spectral approach.
Abdalla, Hassan E. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arcaro, C. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Bylund, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chandra, S. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Davids, I. D. ; Dei, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Dmytriiev, A. ; Donath, A. ; Dyks, J. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J. -P. ; Eschbach, S. ; Fegan, S. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Füssling, Matthias ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M. -H. ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, T. L. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Huber, D. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; 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, R. R. ; 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, A. ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitche, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moulin, E. ; 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, David M. ; Santangelo, A. ; 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 ; 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. ; Woernlein, A. ; Yang, R. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zorn, J. ; Zywucka, N.
A hotspot at a position compatible with the BL. Lac object 1ES 2322-409 was serendipitously detected with H.E.S.S. during observations performed in 2004 and 2006 on the blazar PKS 2316-423. Additional data on 1ES 2322-409 were taken in 2011 and 2012, leading to a total live-time of 22.3 h. Point-like very-high-energy (VHE; E > 100 GeV) gamma-ray emission is detected from a source centred on the IFS 2322-409 position, with an excess of 116.7 events at a significance of 6.0 sigma. The average VHE gamma-ray spectrum is well described with a power law with a photon index Gamma = 3.40 +/- 0.66(stat) +/- 0.20(sys) and an integral flux Phi(E > 200 GeV) = (3.11 +/- 0.71(stat) 0.62(sys)) x 10(-2)cm(-2)s(-1), which corresponds to 1.1 per cent of the Crab nebula flux above 200 GeV. Multiwavelength data obtained with Fermi LAT, Swift XRT and UVOT, RXTE PCA, ATOM, and additional data from WISE, GROND, and Catalina are also used to characterize the broad-band non-thermal emission of lES 2322-409. The multiwavelength behaviour indicates day-scale variability. Swift UVOT and XRT data show strong variability at longer scales. A spectral energy distribution (SED) is built from contemporaneous observations obtained around a high state identified in Swift data. A modelling of the SED is performed with a stationary homogeneous one-zone synchrotronself-Compton leptonic model. The redshift of the source being unknown, two plausible values were tested for the modelling. A systematic scan of the model parameters space is performed, resulting in a well-constrained combination of values providing a good description of the broad-band behaviour of 1ES 2322-409.
Abdalla, Hassan E. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arcaro, C. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Bylund, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chandra, S. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Davids, I. D. ; Dei, C. ; Devin, J. ; dewilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Dmytriiev, A. ; Donath, A. ; Dyks, J. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J-P ; Eschbach, S. ; Fegan, S. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M-H ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, T. L. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Huber, D. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Jankowsky, D. ; Jankowsky, F. ; Jouvin, L. ; Jung-Richardt, I ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; 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, A. ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moulin, E. ; 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. ; Rowel, G. ; Rudak, B. ; Ruiz-Velasco, E. ; Sahakian, V ; Saito, S. ; Sanchez, D. A. ; Santangelo, A. ; 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 ; Sushch, I ; 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. ; Woernlein, A. ; Yang, R. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zorn, J. ; Zywucka, N.
Context. NGC 253 is one of only two starburst galaxies found to emit gamma-rays from hundreds of MeV to multi-TeV energies. Accurate measurements of the very-high-energy (VHE; E> 100 GeV) and high-energy (HE; E > 60 MeV) spectra are crucial to study the underlying particle accelerators, probe the dominant emission mechanism(s) and to study cosmic-ray interaction and transport. Aims. The measurement of the VHE gamma-ray emission of NGC 253 published in 2012 by H.E.S.S. was limited by large systematic uncertainties. Here, the most up to date measurement of the gamma-ray spectrum of NGC 253 is investigated in both HE and VHE gamma-rays. Assuming a hadronic origin of the gamma-ray emission, the measurement uncertainties are propagated into the interpretation of the accelerated particle population. Methods. The data of H.E.S.S. observations are reanalysed using an updated calibration and analysis chain. The improved Fermi-LAT analysis employs more than 8 yr of data processed using pass 8. The cosmic-ray particle population is evaluated from the combined HE-VHE gamma-ray spectrum using NAIMA in the optically thin case. Results. The VHE gamma-ray energy spectrum is best fit by a power-law distribution with a flux normalisation of (1.34 +/- 0.14(stat) +/- 0.27(sys)) x 10(-13) cm(-2) s(-1) TeV-1 at 1 TeV - about 40% above, but compatible with the value obtained in Abramowski et al. (2012). The spectral index Gamma = 2.39 +/- 0.14(stat) +/- 0.25(sys) is slightly softer than but consistent with the previous measurement within systematic errors. In the Fermi energy range an integral flux of F(E > 60 MeV) = (1.56 +/- 0.28(stat) +/- 0.15(sys)) x 10(-8) cm(-2) s(-1) is obtained. At energies above similar to 3 GeV the HE spectrum is consistent with a power-law ranging into the VHE part of the spectrum measured by H.E.S.S. with an overall spectral index Gamma = 2.22 +/- 0.06(stat). Conclusions. Two scenarios for the starburst nucleus are tested, in which the gas in the starburst nucleus acts as either a thin or a thick target for hadronic cosmic rays accelerated by the individual sources in the nucleus. In these two models, the level to which NGC 253 acts as a calorimeter is estimated to a range of f(cal) = 0.1 to 1 while accounting for the measurement uncertainties. The presented spectrum is likely to remain the most accurate measurements until the Cherenkov Telescope Array (CTA) has collected a substantial set of data towards NGC 253.
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, A. ; Mariaud, C. ; Marti-Devesa, G. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Meintjes, P. J. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Moulin, E. ; 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, A. ; 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.
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, A. ; 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, E. ; 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, A. ; 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, 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, A. ; 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, E. ; 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, A. ; 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.
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, A. ; 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, E. ; 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, A. ; 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, A. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Arrieta, M. ; Aubert, P. ; Backes, M. ; Balzer, A. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Carr, J. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Chevalier, J. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Conrad, J. ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Deil, C. ; Devin, J. ; Dewilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Emery, G. ; Ernenwein, J-P ; Eschbach, S. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Fernandes, M. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; 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, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, T. L. ; Holler, M. ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Iwasaki, H. ; Jacholkowska, A. ; Jamrozy, M. ; Janiak, 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. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; Lees, J-P ; Lefaucheur, J. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J-P ; Leser, Eva ; Liu, R. ; Lohse, T. ; Lorentz, M. ; Lopez-Coto, R. ; Lypova, I ; Malyshev, D. ; Marandon, V ; Marcowith, A. ; 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, E. ; 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. ; Puelhofer, 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, D. A. ; Santangelo, A. ; Sasaki, M. ; Schandri, 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, I ; 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, 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.
Spectral lines are among the most powerful signatures for dark matter (DM) annihilation searches in very-high-energy gamma rays. The central region of the Milky Way halo is one of the most promising targets given its large amount of DM and proximity to Earth. We report on a search for a monoenergetic spectral line from self-annihilations of DM particles in the energy range from 300 GeV to 70 TeV using a two-dimensional maximum likelihood method taking advantage of both the spectral and spatial features of the signal versus background. The analysis makes use of Galactic center observations accumulated over ten years (2004-2014) with the H.E.S.S. array of ground-based Cherenkov telescopes. No significant gamma-ray excess above the background is found. We derive upper limits on the annihilation cross section (sigma v) for monoenergetic DM lines at the level of 4 x 10(-28) cm(3) s(-1) at 1 TeV, assuming an Einasto DM profile for the Milky Way halo. For a DM mass of 1 TeV, they improve over the previous ones by a factor of 6. The present constraints are the strongest obtained so far for DM particles in the mass range 300 GeV-70 TeV. Ground-based gamma-ray observations have reached sufficient sensitivity to explore relevant velocity-averaged cross sections for DM annihilation into two gamma-ray photons at the level expected from the thermal relic density for TeV DM particles.
Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, A. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Angüner, Ekrem Oǧuzhan ; Arakawa, M. ; Armand, C. ; Arrieta, M. ; Backes, M. ; Balzer, A. ; Barnard, M. ; Becherini, Y. ; Tjus, J. Becker ; Berge, D. ; Bernhard, S. ; Bernloehr, K. ; Blackwell, R. ; Bottcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Capasso, M. ; Caroff, S. ; Carosi, A. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Chevalier, J. ; Colafrancesco, S. ; Condon, B. ; Conrad, J. ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Deil, C. ; Devin, J. ; deWilt, P. ; Dirson, L. ; Djannati-Atai, A. ; Donath, A. ; Dyks, J. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Emery, G. ; Ernenwein, J-P ; Eschbach, S. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Fernandes, M. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Funk, S. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Gate, F. ; Giavitto, G. ; Glawion, D. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M-H ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hinton, J. A. ; Hofmann, W. ; Hoischen, Clemens ; Holch, T. L. ; 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. ; Kruger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; 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, A. ; 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, E. ; 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 ; Prokhorov, D. A. ; 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, D. A. ; Santangelo, A. ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schussler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwemmer, S. ; Seglar-Arroyo, 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. ; Magill, J. D. ; Buson, S. ; Cheung, C. C. ; Perkins, J. S. ; Tanaka, Y.
Centaurus A (Cen A) is the nearest radio galaxy discovered as a very-high-energy (VHE; 100 GeV-100 TeV) gamma-ray source by the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.). It is a faint VHE gamma-ray emitter, though its VHE flux exceeds both the extrapolation from early Fermi-LAT observations as well as expectations from a (misaligned) single-zone synchrotron-self Compton (SSC) description. The latter satisfactorily reproduces the emission from Cen A at lower energies up to a few GeV. New observations with H.E.S.S., comparable in exposure time to those previously reported, were performed and eight years of Fermi-LAT data were accumulated to clarify the spectral characteristics of the gamma-ray emission from the core of Cen A. The results allow us for the first time to achieve the goal of constructing a representative, contemporaneous gamma-ray core spectrum of Cen A over almost five orders of magnitude in energy. Advanced analysis methods, including the template fitting method, allow detection in the VHE range of the core with a statistical significance of 12 sigma on the basis of 213 hours of total exposure time. The spectrum in the energy range of 250 GeV-6 TeV is compatible with a power-law function with a photon index Gamma = 2.52 +/- 0.13(stat) +/- 0.20(sys). An updated Fermi-LAT analysis provides evidence for spectral hardening by Delta Gamma similar or equal to 0.4 +/- 0.1 at gamma-ray energies above 2.8(-0.6)(+1.0) GeV at a level of 4.0 sigma. The fact that the spectrum hardens at GeV energies and extends into the VHE regime disfavour a single-zone SSC interpretation for the overall spectral energy distribution (SED) of the core and is suggestive of a new gamma-ray emitting component connecting the high-energy emission above the break energy to the one observed at VHE energies. The absence of significant variability at both GeV and TeV energies does not yet allow disentanglement of the physical nature of this component, though a jet-related origin is possible and a simple two-zone SED model fit is provided to this end.