Institut für Physik und Astronomie
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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.
VERITAS and Fermi-LAT Observations of TeV Gamma-Ray Sources Discovered by HAWC in the 2HWC Catalog
(2018)
Abeysekara, A. U. ; Archer, A. ; Benbow, Wystan ; Bird, Ralph ; Brose, Robert ; Buchovecky, M. ; Buckley, J. H. ; Bugaev, V. ; Chromey, A. J. ; Connolly, M. P. ; Cui, Wei ; Daniel, M. K. ; Falcone, A. ; Feng, Qi ; Finley, John P. ; Fortson, L. ; Furniss, Amy ; Huetten, M. ; Hanna, David ; Hervet, O. ; Holder, J. ; Hughes, G. ; Humensky, T. B. ; Johnson, Caitlin A. ; Kaaret, Philip ; Kar, P. ; Kertzman, M. ; Kieda, David ; Krause, M. ; Krennrich, F. ; Kumar, S. ; Lang, M. J. ; Lin, T. T. Y. ; McArthur, S. ; Moriarty, P. ; Mukherjee, Reshmi ; Ong, R. A. ; Otte, Adam Nepomuk ; Park, Nahee ; Petrashyk, A. ; Pohl, Martin ; Pueschel, Elisa ; Quinn, J. ; Ragan, K. ; Reynolds, P. T. ; Richards, Gregory T. ; Roache, E. ; Rulten, C. ; Sadeh, I. ; Santander, Marcos ; Sembroski, G. H. ; Shahinyan, Karlen ; Sushch, I. ; Tyler, J. ; Wakely, S. P. ; Weinstein, A. ; Wells, R. M. ; Wilcox, P. ; Wilhelm, Alina ; Williams, D. A. ; Williamson, T. J. ; Zitzer, B. ; Abdollahi, S. ; Ajello, Marco ; Baldini, Luca ; Barbiellini, G. ; Bastieri, Denis ; Bellazzini, Ronaldo ; Berenji, B. ; Bissaldi, Elisabetta ; Blandford, R. D. ; Bonino, R. ; Bottacini, E. ; Brandt, Terri J. ; Bruel, P. ; Buehler, R. ; Cameron, R. A. ; Caputo, R. ; Caraveo, P. A. ; Castro, D. ; Cavazzuti, E. ; Charles, Eric ; Chiaro, G. ; Ciprini, S. ; Cohen-Tanugi, Johann ; Costantin, D. ; Cutini, S. ; de Palma, F. ; Di Lalla, N. ; Di Mauro, M. ; Di Venere, L. ; Dominguez, A. ; Favuzzi, C. ; Fegan, S. J. ; Franckowiak, Anna ; Fukazawa, Yasushi ; Funk, Stefan ; Fusco, Piergiorgio ; Gargano, Fabio ; Gasparrini, Dario ; Giglietto, Nicola ; Giordano, F. ; Giroletti, Marcello ; Green, D. ; Grenier, I. A. ; Guillemot, L. ; Guiriec, Sylvain ; Hays, Elizabeth ; Hewitt, John W. ; Horan, D. ; Johannesson, G. ; Kensei, S. ; Kuss, M. ; Larsson, Stefan ; Latronico, L. ; Lemoine-Goumard, Marianne ; Li, J. ; Longo, Francesco ; Loparco, Francesco ; Lovellette, M. N. ; Lubrano, Pasquale ; Magill, Jeffrey D. ; Maldera, Simone ; Mazziotta, Mario Nicola ; McEnery, J. E. ; Michelson, P. F. ; Mitthumsiri, W. ; Mizuno, Tsunefumi ; Monzani, Maria Elena ; Morselli, Aldo ; Moskalenko, Igor V. ; Negro, M. ; Nuss, E. ; Ojha, R. ; Omodei, Nicola ; Orienti, M. ; Orlando, E. ; Palatiello, M. ; Paliya, Vaidehi S. ; Paneque, D. ; Perkins, Jeremy S. ; Persic, M. ; Pesce-Rollins, Melissa ; Petrosian, Vahe' ; Piron, F. ; Porter, Troy A. ; Principe, G. ; Raino, S. ; Rando, Riccardo ; Rani, B. ; Razzano, Massimilano ; Razzaque, Soebur ; Reimer, A. ; Reimer, Olaf ; Reposeur, T. ; Sgro, C. ; Siskind, E. J. ; Spandre, Gloria ; Spinelli, P. ; Suson, D. J. ; Tajima, Hiroyasu ; Thayer, J. B. ; Thompson, David J. ; Torres, Diego F. ; Tosti, Gino ; Troja, Eleonora ; Valverde, J. ; Vianello, Giacomo ; Vogel, M. ; Wood, K. ; Yassine, M. ; Alfaro, R. ; Alvarez, C. ; Alvarez, J. D. ; Arceo, R. ; Arteaga-Velazquez, J. C. ; Rojas, D. Avila ; Ayala Solares, H. A. ; Becerril, A. ; Belmont-Moreno, E. ; BenZvi, S. Y. ; Bernal, A. ; Braun, J. ; Brisbois, C. ; Caballero-Mora, K. S. ; Capistran, T. ; Carraminana, A. ; Casanova, Sabrina ; Castillo, M. ; Cotti, U. ; Cotzomi, J. ; Coutino de Leon, S. ; De Leon, C. ; De la Fuente, E. ; Dichiara, S. ; Dingus, B. L. ; DuVernois, M. A. ; Diaz-Velez, J. C. ; Engel, K. ; Enriquez-Rivera, O. ; Fiorino, D. W. ; Fleischhack, H. ; Fraija, N. ; Garcia-Gonzalez, J. A. ; Garfias, F. ; Gonzalez Munoz, A. ; Gonzalez, M. M. ; Goodman, J. A. ; Hampel-Arias, Z. ; Harding, J. P. ; Hernandez, S. ; Hernandez-Almada, A. ; Hona, B. ; Hueyotl-Zahuantitla, F. ; Hui, C. M. ; Huntemeyer, P. ; Iriarte, A. ; Jardin-Blicq, A. ; Joshi, V. ; Kaufmann, S. ; Lara, A. ; Lauer, R. J. ; Lee, W. H. ; Lennarz, D. ; Leon Vargas, H. ; Linnemann, J. T. ; Longinotti, A. L. ; Luis-Raya, G. ; Luna-Garcia, R. ; Lopez-Coto, R. ; Malone, K. ; Marinelli, S. S. ; Martinez, O. ; Martinez-Castellanos, I. ; Martinez-Castro, J. ; Martinez-Huerta, H. ; Matthews, J. A. ; Miranda-Romagnoli, P. ; Moreno, E. ; Mostafa, M. ; Nayerhoda, A. ; Nellen, L. ; Newbold, M. ; Nisa, M. U. ; Noriega-Papaqui, R. ; Pelayo, R. ; Pretz, J. ; Perez-Perez, E. G. ; Ren, Z. ; Rho, C. D. ; Riviere, C. ; Rosa-Gonzalez, D. ; Rosenberg, M. ; Ruiz-Velasco, E. ; Salazar, H. ; Greus, F. Salesa ; Sandoval, A. ; Schneider, M. ; Arroyo, M. Seglar ; Sinnis, G. ; Smith, A. J. ; Springer, R. W. ; Surajbali, P. ; Taboada, Ignacio ; Tibolla, O. ; Tollefson, K. ; Torres, I. ; Ukwatta, Tilan N. ; Villasenor, L. ; Weisgarber, T. ; Westerhoff, Stefan ; Wisher, I. G. ; Wood, J. ; Yapici, Tolga ; Yodh, G. ; Zepeda, A. ; Zhou, H.
The High Altitude Water Cherenkov (HAWC) collaboration recently published their 2HWC catalog, listing 39 very high energy (VHE; >100 GeV) gamma-ray sources based on 507 days of observation. Among these, 19 sources are not associated with previously known teraelectronvolt (TeV) gamma-ray sources. We have studied 14 of these sources without known counterparts with VERITAS and Fermi-LAT. VERITAS detected weak gamma-ray emission in the 1 TeV-30 TeV band in the region of DA 495, a pulsar wind nebula coinciding with 2HWC J1953+294, confirming the discovery of the source by HAWC. We did not find any counterpart for the selected 14 new HAWC sources from our analysis of Fermi-LAT data for energies higher than 10 GeV. During the search, we detected gigaelectronvolt (GeV) gamma-ray emission coincident with a known TeV pulsar wind nebula, SNR G54.1+0.3 (VER J1930+188), and a 2HWC source, 2HWC J1930+188. The fluxes for isolated, steady sources in the 2HWC catalog are generally in good agreement with those measured by imaging atmospheric Cherenkov telescopes. However, the VERITAS fluxes for SNR G54.1+0.3, DA 495, and TeV J2032+4130 are lower than those measured by HAWC, and several new HAWC sources are not detected by VERITAS. This is likely due to a change in spectral shape, source extension, or the influence of diffuse emission in the source region.
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.
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