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Abdalla, Hassan E. ; Abramowski, A. ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, F. Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Andersson, T. ; Anguener, E. O. ; 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. ; Boettcher, M. ; Boisson, C. ; Bolmont, J. ; Bonnefoy, S. ; Bordas, Pol ; Bregeon, J. ; Brun, F. ; Brun, P. ; Bryan, M. ; Buechele, M. ; Bulik, T. ; Capasso, M. ; Carr, J. ; Casanova, Sabrina ; Cerruti, M. ; Chakraborty, N. ; Chaves, R. C. G. ; Chen, A. ; Chevalier, J. ; Coffaro, M. ; Colafrancesco, S. ; Cologna, G. ; Condon, B. ; Conrad, J. ; Cui, Y. ; Davids, I. D. ; Decock, J. ; Degrange, B. ; 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. ; 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. ; Hahn, J. ; Haupt, M. ; Hawkes, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; 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. ; 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. ; 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 ; Lohse, T. ; Lorentz, M. ; Liu, R. ; Lopez-Coto, R. ; Lypova, I. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Mariaud, C. ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; Meintjes, P. J. ; Meyer, M. ; Mitche, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mohrmann, L. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; Nakashima, S. ; de Naurois, M. ; Niederwanger, F. ; Niemiec, J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Oettl, 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. ; Piel, Q. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Prokhorov, D. ; Prokoph, H. ; Puehlhofer, 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. ; Sahakian, V. ; Saito, S. ; Salek, D. ; Sanchez, D. A. ; Santangelo, Andrea ; Sasaki, M. ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, 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, 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 Wale, 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. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zanin, R. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zefi, F. ; Ziegler, A. ; Zywucka, N. ; Bamba, A. ; Fukui, Y. ; Sano, H. ; Yoshiike, S.
A search for new supernova remnants (SNRs) has been conducted using TeV gamma-ray data from the H.E.S.S. Galactic plane survey. As an identification criterion, shell morphologies that are characteristic for known resolved TeV SNRs have been used. Three new SNR candidates were identified in the H.E.S.S. data set with this method. Extensive multiwavelength searches for counterparts were conducted. A radio SNR candidate has been identified to be a counterpart to HESS J1534-571. The TeV source is therefore classified as a SNR. For the other two sources, HESS J1614-518 and HESS J1912 + 101, no identifying counterparts have been found, thus they remain SNR candidates for the time being. TeV-emitting SNRs are key objects in the context of identifying the accelerators of Galactic cosmic rays. The TeV emission of the relativistic particles in the new sources is examined in view of possible leptonic and hadronic emission scenarios, taking the current multiwavelength knowledge into account.
Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7-3946
(2017)
Acero, F. ; Aloisio, R. ; Amans, J. ; Amato, Elena ; Antonelli, L. A. ; Aramo, C. ; Armstrong, T. ; Arqueros, F. ; Asano, Katsuaki ; Ashley, M. ; Backes, M. ; Balazs, C. ; Balzer, A. ; Bamba, Aya ; Barkov, Maxim ; Barrio, J. A. ; Benbow, Wystan ; Bernloehr, K. ; Beshley, V. ; Bigongiari, C. ; Biland, A. ; Bilinsky, A. ; Bissaldi, Elisabetta ; Biteau, J. ; Blanch, O. ; Blasi, P. ; Blazek, J. ; Boisson, C. ; Bonanno, G. ; Bonardi, A. ; Bonavolonta, C. ; Bonnoli, G. ; Braiding, C. ; Brau-Nogue, S. ; Bregeon, J. ; Brown, A. M. ; Bugaev, V. ; Bulgarelli, A. ; Bulik, T. ; Burton, Michael ; Burtovoi, A. ; Busetto, G. ; Bottcher, M. ; Cameron, R. ; Capalbi, M. ; Caproni, Anderson ; Caraveo, P. ; Carosi, R. ; Cascone, E. ; Cerruti, M. ; Chaty, Sylvain ; Chen, A. ; Chen, X. ; Chernyakova, M. ; Chikawa, M. ; Chudoba, J. ; Cohen-Tanugi, J. ; Colafrancesco, S. ; Conforti, V. ; Contreras, J. L. ; Costa, A. ; Cotter, G. ; Covino, Stefano ; Covone, G. ; Cumani, P. ; Cusumano, G. ; Daniel, M. ; Dazzi, F. ; De Angelis, A. ; De Cesare, G. ; De Franco, A. ; De Frondat, F. ; Dal Pino, E. M. de Gouveia ; De Lisio, C. ; Lopez, R. de los Reyes ; De Lotto, B. ; de Naurois, M. ; De Palma, F. ; Del Santo, M. ; Delgado, C. ; della Volpe, D. ; Di Girolamo, T. ; Di Giulio, C. ; Di Pierro, F. ; Di Venere, L. ; Doro, M. ; Dournaux, J. ; Dumas, D. ; Dwarkadas, Vikram V. ; Diaz, C. ; Ebr, J. ; Egberts, Kathrin ; Einecke, S. ; Elsaesser, D. ; Eschbach, S. ; Falceta-Goncalves, D. ; Fasola, G. ; Fedorova, E. ; Fernandez-Barral, A. ; Ferrand, Gilles ; Fesquet, M. ; Fiandrini, E. ; Fiasson, A. ; Filipovic, Miroslav D. ; Fioretti, V. ; Font, L. ; Fontaine, Gilles ; Franco, F. J. ; Freixas Coromina, L. ; Fujita, Yutaka ; Fukui, Y. ; Funk, S. ; Forster, A. ; Gadola, A. ; Lopez, R. Garcia ; Garczarczyk, M. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Giuliani, A. ; Glicenstein, J. ; Gnatyk, R. ; Goldoni, P. ; Grabarczyk, T. ; Graciani, R. ; Graham, J. ; Grandi, P. ; Granot, Jonathan ; Green, A. J. ; Griffiths, S. ; Gunji, S. ; Hakobyan, H. ; Hara, S. ; Hassan, T. ; Hayashida, M. ; Heller, M. ; Helo, J. C. ; Hinton, J. ; Hnatyk, B. ; Huet, J. ; Huetten, M. ; Humensky, T. B. ; Hussein, M. ; Horandel, J. ; Ikeno, Y. ; Inada, T. ; Inome, Y. ; Inoue, S. ; Inoue, T. ; Inoue, Y. ; Ioka, K. ; Iori, Maurizio ; Jacquemier, J. ; Janecek, P. ; Jankowsky, D. ; Jung, I. ; Kaaret, P. ; Katagiri, H. ; Kimeswenger, S. ; Kimura, Shigeo S. ; Knodlseder, J. ; Koch, B. ; Kocot, J. ; Kohri, K. ; Komin, N. ; Konno, Y. ; Kosack, K. ; Koyama, S. ; Kraus, Michaela ; Kubo, Hidetoshi ; Mezek, G. Kukec ; Kushida, J. ; La Palombara, N. ; Lalik, K. ; Lamanna, G. ; Landt, H. ; Lapington, J. ; Laporte, P. ; Lee, S. ; Lees, J. ; Lefaucheur, J. ; Lenain, J. -P. ; Leto, Giuseppe ; Lindfors, E. ; Lohse, T. ; Lombardi, S. ; Longo, F. ; Lopez, M. ; Lucarelli, F. ; Luque-Escamilla, Pedro Luis ; Lopez-Coto, R. ; Maccarone, M. C. ; Maier, G. ; Malaguti, G. ; Mandat, D. ; Maneva, G. ; Mangano, S. ; Marcowith, Alexandre ; Marti, J. ; Martinez, M. ; Martinez, G. ; Masuda, S. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Melioli, Claudio ; Mineo, T. ; Mirabal, N. ; Mizuno, T. ; Moderski, R. ; Mohammed, M. ; Montaruli, T. ; Moralejo, A. ; Mori, K. ; Morlino, G. ; Morselli, A. ; Moulin, Emmanuel ; Mukherjee, R. ; Mundell, C. ; Muraishi, H. ; Murase, Kohta ; Nagataki, Shigehiro ; Nagayoshi, T. ; Naito, T. ; Nakajima, D. ; Nakamori, T. ; Nemmen, R. ; Niemiec, Jacek ; Nieto, D. ; Nievas-Rosillo, M. ; Nikolajuk, M. ; Nishijima, K. ; Noda, K. ; Nogues, L. ; Nosek, D. ; Novosyadlyj, B. ; Nozaki, S. ; Ohira, Yutaka ; Ohishi, M. ; Ohm, S. ; Okumura, A. ; Ong, R. A. ; Orito, R. ; Orlati, A. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Padovani, Marco ; Palacio, J. ; Palatka, M. ; Paredes, Josep M. ; Pavy, S. ; Persic, M. ; Petrucci, P. ; Petruk, Oleh ; Pisarski, A. ; Pohl, Martin ; Porcelli, A. ; Prandini, E. ; Prast, J. ; Principe, G. ; Prouza, M. ; Pueschel, Elisa ; Puelhofer, G. ; Quirrenbach, A. ; Rameez, M. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Ribo, M. ; Rico, J. ; Rizi, V. ; Rodriguez, J. ; Fernandez, G. Rodriguez ; Rodriguez Vazquez, J. J. ; Romano, Patrizia ; Romeo, G. ; Rosado, J. ; Rousselle, J. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Sadeh, I. ; Safi-Harb, S. ; Saito, T. ; Sakaki, N. ; Sanchez, D. ; Sangiorgi, P. ; Sano, H. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Sawada, M. ; Schioppa, E. J. ; Schoorlemmer, H. ; Schovanek, P. ; Schussler, F. ; Sergijenko, O. ; Servillat, M. ; Shalchi, A. ; Shellard, R. C. ; Siejkowski, H. ; Sillanpaa, A. ; Simone, D. ; Sliusar, V. ; Sol, H. ; Stanic, S. ; Starling, R. ; Stawarz, L. ; Stefanik, S. ; Stephan, M. ; Stolarczyk, T. ; Szanecki, M. ; Szepieniec, T. ; Tagliaferri, G. ; Tajima, H. ; Takahashi, M. ; Takeda, J. ; Tanaka, M. ; Tanaka, S. ; Tejedor, L. A. ; Telezhinsky, Igor O. ; Temnikov, P. ; Terada, Y. ; Tescaro, D. ; Teshima, M. ; Testa, V. ; Thoudam, S. ; Tokanai, F. ; Torres, D. F. ; Torresi, E. ; Tosti, G. ; Townsley, C. ; Travnicek, P. ; Trichard, C. ; Trifoglio, M. ; Tsujimoto, S. ; Vagelli, V. ; Vallania, P. ; Valore, L. ; van Driel, W. ; van Eldik, C. ; Vandenbroucke, Justin ; Vassiliev, V. ; Vecchi, M. ; Vercellone, Stefano ; Vergani, S. ; Vigorito, C. ; Vorobiov, S. ; Vrastil, M. ; Vazquez Acosta, M. L. ; Wagner, S. J. ; Wagner, R. ; Wakely, S. P. ; Walter, R. ; Ward, J. E. ; Watson, J. J. ; Weinstein, A. ; White, M. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Wilcox, P. ; Williams, D. A. ; Wischnewski, R. ; Wojcik, P. ; Yamamoto, T. ; Yamamoto, H. ; Yamazaki, Ryo ; Yanagita, S. ; Yang, L. ; Yoshida, T. ; Yoshida, M. ; Yoshiike, S. ; Yoshikoshi, T. ; Zacharias, M. ; Zampieri, L. ; Zanin, R. ; Zavrtanik, M. ; Zavrtanik, D. ; Zdziarski, A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, Hannes ; Zhdanov, V. ; Ziegler, A. ; Zorn, J.
We perform simulations for future Cherenkov Telescope Array (CTA) observations of RX J1713.7-3946, a young supernova remnant (SNR) and one of the brightest sources ever discovered in very high energy (VHE) gamma rays. Special attention is paid to exploring possible spatial (anti) correlations of gamma rays with emission at other wavelengths, in particular X-rays and CO/H I emission. We present a series of simulated images of RX J1713.7-3946 for CTA based on a set of observationally motivated models for the gamma-ray emission. In these models, VHE gamma rays produced by high-energy electrons are assumed to trace the nonthermal X-ray emission observed by XMM-Newton, whereas those originating from relativistic protons delineate the local gas distributions. The local atomic and molecular gas distributions are deduced by the NANTEN team from CO and H I observations. Our primary goal is to show how one can distinguish the emission mechanism(s) of the gamma rays (i.e., hadronic versus leptonic, or a mixture of the two) through information provided by their spatial distribution, spectra, and time variation. This work is the first attempt to quantitatively evaluate the capabilities of CTA to achieve various proposed scientific goals by observing this important cosmic particle accelerator.
Abramowski, Attila ; Aharonian, Felix A. ; Benkhali, Faical Ait ; Akhperjanian, A. G. ; Uner, E. O. Ang ; Backes, Michael ; Balenderan, Shangkari ; Balzer, Arnim ; Barnacka, Anna ; Becherini, Yvonne ; Tjus, J. Becker ; Berge, David ; Bernhard, Sabrina ; Bernlöhr, K. ; Birsin, E. ; Biteau, Jonathan ; Boettcher, Markus ; Boisson, Catherine ; Bolmont, J. ; Bordas, Pol ; Bregeon, Johan ; Brun, Francois ; Brun, Pierre ; Bryan, Mark ; Bulik, Tomasz ; Carrigan, Svenja ; Casanova, Sabrina ; Chadwick, Paula M. ; Chakraborty, N. ; Chalme-Calvet, R. ; Chaves, Ryan C. G. ; Chretien, M. ; Colafrancesco, Sergio ; Cologna, Gabriele ; Conrad, Jan ; Couturier, C. ; Cui, Y. ; Dalton, M. ; Davids, I. D. ; Degrange, B. ; Deil, C. ; deWilt, P. ; Djannati-Ataï, A. ; Domainko, W. ; Donath, A. ; Dubus, G. ; Dutson, K. ; Dyks, J. ; Dyrda, M. ; Edwards, T. ; Egberts, Kathrin ; Eger, P. ; Espigat, P. ; Farnier, C. ; Fegan, S. ; Feinstein, F. ; Fernandes, M. V. ; Fernandez, D. ; Fiasson, A. ; Fontaine, G. ; Foerster, A. ; Fuessling, M. ; Gabici, S. ; Gajdus, M. ; Gallant, Y. A. ; Garrigoux, T. ; Giavitto, G. ; Giebels, B. ; Glicenstein, J. F. ; Gottschall, D. ; Grondin, M. -H. ; Grudzinska, M. ; Hadasch, D. ; Haeffner, S. ; Hahn, J. ; Harris, J. ; Heinzelmann, G. ; Henri, G. ; Hermann, G. ; Hervet, O. ; Hillert, A. ; Hinton, James Anthony ; Hofmann, W. ; Hofverberg, P. ; Holler, Markus ; Horns, D. ; Ivascenko, A. ; Jacholkowska, A. ; Jahn, C. ; Jamrozy, M. ; Janiak, M. ; Jankowsky, F. ; Jung-Richardt, I. ; Kastendieck, M. A. ; Katarzynski, K. ; Katz, U. ; Kaufmann, S. ; Khelifi, B. ; Kieffer, M. ; Klepser, S. ; Klochkov, D. ; Kluzniak, W. ; Kolitzus, D. ; Komin, Nu. ; Kosack, K. ; Krakau, S. ; Krayzel, F. ; Krueger, P. P. ; Laffon, H. ; Lamanna, G. ; Lau, J. ; Lefaucheur, J. ; Lefranc, V. ; Lemiere, A. ; Lemoine-Goumard, M. ; Lenain, J. -P. ; Lohse, T. ; Lopatin, A. ; Lu, C. -C. ; Marandon, V. ; Marcowith, Alexandre ; Marx, R. ; Maurin, G. ; Maxted, N. ; Mayer, M. ; McComb, T. J. L. ; Mehault, J. ; Meintjes, P. J. ; Menzler, U. ; Meyer, M. ; Mitchell, A. M. W. ; Moderski, R. ; Mohamed, M. ; Mora, K. ; Moulin, Emmanuel ; Murach, T. ; de Naurois, M. ; Niemiec, J. ; Nolan, S. J. ; Oakes, L. ; Odaka, H. ; Ohm, S. ; Opitz, B. ; Ostrowski, M. ; Oya, I. ; Panter, M. ; Parsons, R. D. ; Arribas, M. Paz ; Pekeur, N. W. ; Pelletier, G. ; Petrucci, P. -O. ; Peyaud, B. ; Pita, S. ; Poon, H. ; Puehlhofer, G. ; Punch, M. ; Quirrenbach, A. ; Raab, S. ; Reichardt, I. ; Reimer, A. ; Reimer, O. ; Renaud, M. ; Reyes, R. de Los ; Rieger, F. ; Romoli, C. ; Rosier-Lees, S. ; Rowell, G. ; Rudak, B. ; Rulten, C. B. ; Sahakian, V. ; Salek, D. ; Sanchez, David M. ; Santangelo, Andrea ; Schlickeiser, R. ; Schuessler, F. ; Schulz, A. ; Schwanke, U. ; Schwarzburg, S. ; Schwemmer, S. ; Sol, H. ; Spanier, F. ; Spengler, G. ; Spies, F. ; Stawarz, L. ; Steenkamp, R. ; Stegmann, Christian ; Stinzing, F. ; Stycz, K. ; Sushch, Iurii ; Tavernet, J. -P. ; Tavernier, T. ; Taylor, A. M. ; Terrier, R. ; Tluczykont, M. ; Trichard, C. ; Valerius, K. ; Van Eldik, C. ; van Soelen, B. ; Vasileiadis, G. ; Veh, J. ; Venter, C. ; Viana, A. ; Vincent, P. ; Vink, J. ; Voelk, H. J. ; Volpe, F. ; Vorster, M. ; Vuillaume, T. ; Wagner, S. J. ; Wagner, P. ; Wagner, R. M. ; Ward, M. ; Weidinger, M. ; Weitzel, Q. ; White, R. ; Wierzcholska, A. ; Willmann, P. ; Woernlein, A. ; Wouters, D. ; Yang, R. ; Zabalza, V. ; Zaborov, D. ; Zacharias, M. ; Zdziarski, A. A. ; Zech, Alraune ; Zechlin, H. -S. ; Fukui, Y. ; Sano, H. ; Fukuda, T. ; Yoshiike, S.
This Letter reports the discovery of a remarkably hard spectrum source, HESS J1641-463, by the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) in the very high energy (VHE) domain. HESS J1641-463 remained unnoticed by the usual analysis techniques due to confusion with the bright nearby source HESS J1640-465. It emerged at a significance level of 8.5 standard deviations after restricting the analysis to events with energies above 4 TeV. It shows a moderate flux level of phi(E > 1TeV) = (3.64 +/- 0.44(stat)+/- 0.73(sys)) x 10(-13) cm(-2) s(-1), corresponding to 1.8% of the Crab Nebula flux above the same energy, and a hard spectrum with a photon index of Gamma = 2.07 +/- 0.11(stat)+/- 0.20(sys). It is a point-like source, although an extension up to a Gaussian width of sigma = 3 arcmin cannot be discounted due to uncertainties in the H.E.S.S. point-spread function. The VHE gamma-ray flux of HESS J1641-463 is found to be constant over the observed period when checking time binnings from the year-by-year to the 28 minute exposure timescales. HESS J1641-463 is positionally coincident with the radio supernova remnant SNR G338.5+0.1. No X-ray candidate stands out as a clear association; however, Chandra and XMM-Newton data reveal some potential weak counterparts. Various VHE gamma-ray production scenarios are discussed. If the emission from HESS J1641-463 is produced by cosmic ray protons colliding with the ambient gas, then their spectrum must extend close to 1 PeV. This object may represent a source population contributing significantly to the galactic cosmic ray flux around the knee.
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