FERMI LARGE AREA TELESCOPE OBSERVATIONS OF THE SUPERNOVA REMNANT G8.7-0.1

Autor: Hartmut Sadrozinski, R. A. Cameron, Stefano Ciprini, Marco Ajello, J. B. Thayer, Sho Nishino, Jay P. Norris, Akira Okumura, T. A. Porter, Pascal Bruel, T. Ohsugi, Eleonora Troja, Gloria Spandre, Gudlaugur Johannesson, Elliott D. Bloom, Alex Drlica-Wagner, K. Hayashi, D. Parent, S. Buson, E. Hays, R. Buehler, Luca Latronico, T. Glanzman, Johann Cohen-Tanugi, S. Murgia, Stephan Zimmer, Roger Blandford, F. Piron, Peter F. Michelson, Marcello Giroletti, Justin Vandenbroucke, M. Roth, Guido Barbiellini, Nicola Omodei, G. Godfrey, Zhenwei Yang, Carmelo Sgrò, Riccardo Rando, Yasuo Fukui, A. De Angelis, G. Tosti, R. Dubois, W. B. Focke, V. Pelassa, E. Nuss, David Paneque, M. Ohno, M. E. Monzani, M. Kuss, Alice K. Harding, P. Spinelli, Francesco Giordano, Hideaki Katagiri, F. de Palma, Melissa Pesce-Rollins, A. Van Etten, Igor V. Moskalenko, M. Frailis, Elizabeth C. Ferrara, G. A. Caliandro, Jonathan F. Ormes, Olaf Reimer, E. Do Couto E Silva, B. Berenji, Ryo Yamazaki, Giacomo Vianello, A. Morselli, Hiromitsu Takahashi, V. Vitale, D. Hadasch, Keith Bechtol, S. Rainò, M. Brigida, Tsunefumi Mizuno, Hajimu Yasuda, Francesco Longo, C. Favuzzi, Jürgen Knödlseder, E. Orlando, Takeshi Nakamori, J. M. Casandjian, A. Tramacere, R. Claus, Hiroaki Yamamoto, Hiroyasu Tajima, J. Bregeon, Ryosuke Itoh, Nicola Giglietto, P. L. Nolan, J. E. Grove, Yasushi Fukazawa, Takaaki Tanaka, A. P. Waite, S. Germani, Brian L Winer, Shiu-Hang Lee, Ronaldo Bellazzini, Andrea Lionetto, M. N. Lovellette, Dario Gasparrini, Diego F. Torres, Hidetoshi Kubo, P. A. Caraveo, Alice Allafort, P. Fusco, Persis S. Drell, Paolo Giommi, C. Monte, T. Kamae, V. Vasileiou, J. G. Thayer, T. L. Usher, A. A. Moiseev, Yasunobu Uchiyama, Jun Kataoka, S. J. Fegan, J. Mehault, Luca Baldini, A. Reimer, M. Naumann-Godo, Charles D. Dermer, E. J. Siskind, M. Pierbattista, A. S. Johnson, S. Cutini, Claudia Cecchi, F. Loparco, P. Wang, Denis Bastieri, Emanuele Bonamente, J. Lande, Sylvain Guiriec, K. S. Wood, L. Tibaldo, O. Tibolla, N. Vilchez, Y. Hanabata, F. Gargano, P. D. Smith, T. Reposeur, A. W. Borgland, T. Uehara, M. Ziegler, M. N. Mazziotta, A. Chekhtman, P. Lubrano, Eric Charles, D. J. Suson, Jean Ballet
Přispěvatelé: Ajello, M., Allafort, A., Baldini, L., Ballet, J., Barbiellini, G., Bastieri, D., Bechtol, K., Bellazzini, R., Berenji, B., Blandford, R. D., Bloom, E. D., Bonamente, E., Borgland, A. W., Bregeon, J., Brigida, M., Bruel, P., Buehler, R., Buson, S., Caliandro, G. A., Cameron, R. A., Caraveo, P. A., Casandjian, J. M., Cecchi, C., Charles, E., Chekhtman, A., Ciprini, S., Claus, R., Cohen Tanugi, J., Cutini, S., Angelis, A., Palma, F., Dermer, C. D., E. d. C., Drell, P. S., Drlica Wagner, A., Dubois, R., Favuzzi, C., Fegan, S. J., Ferrara, E. C., Focke, W. B., Frailis, M., Fukazawa, Y., Fukui, Y., Fusco, P., Gargano, F., Gasparrini, D., Germani, S., Giglietto, N., Giommi, P., Giordano, F., Giroletti, M., Glanzman, T., Godfrey, G., Grove, J. E., Guiriec, S., Hadasch, D., Hanabata, Y., Harding, A. K., Hayashi, K., Hays, E., Itoh, R., Johannesson, G., Johnson, A. S., Kamae, T., Katagiri, H., Kataoka, J., Kn\odlseder, J., Kubo, H., Kuss, M., Lande, J., Latronico, L., Lee, S., Lionetto, A. M., Longo, Francesco, Loparco, F., Lovellette, M. N., Lubrano, P., Mazziotta, M. N., Mehault, J., Michelson, P. F., Mizuno, T., Moiseev, A. A., Monte, C., Monzani, M. E., Morselli, A., Moskalenko, I. V., Murgia, S., Nakamori, T., Naumann Godo, M., Nishino, S., Nolan, P. L., Norris, J. P., Nuss, E., Ohno, M., Ohsugi, T., Okumura, A., Omodei, N., Orlando, E., Ormes, J. F., Paneque, D., Parent, D., Pelassa, V., Pesce Rollins, M., Pierbattista, M., Piron, F., Porter, T. A., Rain\`o, S., Rando, R., Reimer, A., Reimer, O., Reposeur, T., Roth, M., Sadrozinski, H. F., Sgr\`o, C., Siskind, E. J., Smith, P. D., Spandre, G., Spinelli, P., Suson, D. J., Tajima, H., Takahashi, H., Tanaka, T., Thayer, J. G., Thayer, J. B., Tibaldo, L., Tibolla, O., Torres, D. F., Tosti, G., Tramacere, A., Troja, E., Uchiyama, Y., Uehara, T., Usher, T. L., Vandenbroucke, J., Etten, A., 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., Yasuda, H., Ziegler, M., Zimmer, S., Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GLAST, Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2012
Předmět:
[PHYS.ASTR.HE]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]
Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena
Cosmic ray
Astrophysics
Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics
01 natural sciences
acceleration of particles
cosmic rays
gamma rays
ISM
ISM: individual objects (G8.7–0.1
HESS J1804–216)
ISM: supernova remnants
Spectral line
Particle decay
individual objects: G8.7{\ndash}0.1 HESS J1804{\ndash}216 [ISM]
gamma rays: ISM
ISM: individual objects (G8.7?0.1
ISM [gamma rays]
ISM: individual objects (G8.7?0.1
HESS J1804?216)
Astronomy and Astrophysics
Space and Planetary Science
0103 physical sciences
14. Life underwater
Supernova remnant
ISM: individual objects (G8.7-0.1
010303 astronomy & astrophysics
acceleration of particle
cosmic ray
Astrophysics::Galaxy Astrophysics
Acceleration of particles
ISM: individual objects (G8.7-0.1
HESS J1804-216)
Physics
Spectral index
HESS J1804-216)
010308 nuclear & particles physics
[SDU.ASTR.HE]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]
supernova remnants [ISM]
Astronomy
Gamma-ray astronomy
ISM: individual objects: G8.7{\ndash}0.1 HESS J1804{\ndash}216
Interstellar medium
HESS J1804?216)
High Energy Physics::Experiment
Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena
Fermi Gamma-ray Space Telescope
Zdroj: The Astrophysical Journal
The Astrophysical Journal, American Astronomical Society, 2012, 744, pp.80. ⟨10.1088/0004-637X/744/1/80⟩
The Astrophysical Journal, 2012, 744, pp.80. ⟨10.1088/0004-637X/744/1/80⟩
ISSN: 0004-637X
1538-4357
DOI: 10.1088/0004-637X/744/1/80⟩
Popis: We present a detailed analysis of the GeV gamma-ray emission toward the supernova remnant (SNR) G8.7-0.1 with the Large Area Telescope (LAT) onboard the \emph{Fermi} Gamma-ray Space Telescope. An investigation of the relationship among G8.7-0.1 and the TeV unidentified source HESS J1804-216 provides us with an important clue on diffusion process of cosmic rays if particle acceleration operates in the SNR. The GeV gamma-ray emission is extended with most of the emission in positional coincidence with the SNR G8.7-0.1 and a lesser part located outside the western boundary of G8.7-0.1. The region of the gamma-ray emission overlaps spatially-connected molecular clouds, implying a physical connection for the gamma-ray structure. The total gamma-ray spectrum measured with LAT from 200 MeV--100 GeV can be described by a broken power-law function with a break of 2.4 $\pm$ 0.6 (stat) $\pm$ 1.2 (sys) GeV, and photon indices of 2.10 $\pm$ 0.06 (stat) $\pm$ 0.10 (sys) below the break and 2.70 $\pm$ 0.12 (stat) $\pm$ 0.14 (sys) above the break. Given the spatial association among the gamma rays, the radio emission of G8.7$-$0.1, and the molecular clouds, the decay of $\pi^{0}$s produced by particles accelerated in the SNR and hitting the molecular clouds naturally explains the GeV gamma-ray spectrum. We also find that the GeV morphology is not well represented by the TeV emission from HESS J1804$-$216 and that the spectrum in the GeV band is not consistent with the extrapolation of the TeV gamma-ray spectrum. The spectral index of the TeV emission is consistent with the particle spectral index predicted by a theory that assumes energy-dependent diffusion of particles accelerated in an SNR. We discuss the possibility that the TeV spectrum originates from the interaction of particles accelerated in G8.7$-$0.1 with molecular clouds, and we constrain the diffusion coefficient of the particles.
Comment: 42 pages, 5 figures. Accepted for publication in the Astrophysical Journal. Corresponding authors: Y. Hanabata, H. Katagiri
Databáze: OpenAIRE
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