Deep morphological and spectral study of the SNR RCW 86 with Fermi-LAT

M. Ajello; L. Baldini; G. Barbiellini; D. Bastieri; R. Bellazzini; E. Bissaldi; E.D. Bloom; R. Bonino; E. Bottacini; T.J. Brandt; J. Bregeon; P. Bruel; R. Buehler; G.A. Caliandro; R.A. Cameron; M. Caragiulo; E. Cavazzuti; E. Charles; A. Chekhtman; S. Ciprini; Johann Cohen-Tanugi; B. Condon; F. Costanza; S. Cutini; F. d'Ammando; F. de Palma; R. Desiante; N. Di Lalla; M. Di Mauro; L. Di Venere; P.S. Drell; G. Dubner; D. Dumora; L. Duvidovich; C. Favuzzi; W.B. Focke; P. Fusco; F. Gargano; D. Gasparrini; E. Giacani; N. Giglietto; T. Glanzman; D.A. Green; I.A. Grenier; S. Guiriec; E. Hays; J.W. Hewitt; A.B. Hill; D. Horan; T. Jogler; G. Johannesson; I. Jung-Richardt; S. Kensei; M. Kuss; S. Larsson; L. Latronico; M. Lemoine-Goumard; J. Li; L. Li; F. Longo; F. Loparco; M.N. Lovellette; P. Lubrano; J. Magill; S. Maldera; A. Manfreda; M. Mayer; M.N. Mazziotta; J.E. Mcenery; P.F. Michelson; W. Mitthumsiri; T. Mizuno; M.E. Monzani; A. Morselli; I.V. Moskalenko; M. Negro; E. Nuss; M. Orienti; E. Orlando; J.F. Ormes; D. Paneque; J.S. Perkins; M. Pesce-Rollins; F. Piron; G. Pivato; T.A. Porter; S. Raino; R. Rando; M. Razzano; A. Reimer; O. Reimer; T. Reposeur; J. Schmid; A. Schulz; C. Sgro; D. Simone; E.J. Siskind; F. Spada; G. Spandre; P. Spinelli; J.B. Thayer; L. Tibaldo; D.F. Torres; G. Tosti; E. Troja; Y. Uchiyama; G. Vianello; J. Vink; K.S. Wood; M. Yassine

doi:10.3847/0004-637X/819/2/98

Back

Deep morphological and spectral study of the SNR RCW 86 with Fermi-LAT

Journal article

Open access

Deep morphological and spectral study of the SNR RCW 86 with Fermi-LAT

M. Ajello, L. Baldini, G. Barbiellini, D. Bastieri, R. Bellazzini, E. Bissaldi, E.D. Bloom, R. Bonino, E. Bottacini, T.J. Brandt, …

Astrophys.J, Vol.819(2)

2016

DOI: https://doi.org/10.3847/0004-637X/819/2/98

Abstract

acceleration of particles

cosmic rays

ISM: individual objects

magnetic field: high

energy: flux

cosmic radiation

accelerator

statistics

gamma ray: emission

leptonic

hadronic

supernova

structure

spectral

density

photon

GLAST

RCW 86 is a young supernova remnant (SNR) showing a shell-type structure at several wavelengths and is thought to be an efficient cosmic-ray (CR) accelerator. Earlier Fermi Large Area Telescope results reported the detection of γ-ray emission coincident with the position of RCW 86 but its origin (leptonic or hadronic) remained unclear due to the poor statistics. Thanks to 6.5 years of data acquired by the Fermi-LAT and the new event reconstruction Pass 8, we report the significant detection of spatially extended emission coming from RCW 86. The spectrum is described by a power-law function with a very hard photon index (${\rm{\Gamma }}=1.42\pm {0.1}_{{\rm{stat}}}\pm {0.06}_{{\rm{syst}}}$) in the 0.1–500 GeV range and an energy flux above 100 MeV of ($2.91\pm {0.8}_{{\rm{stat}}}\pm {0.12}_{{\rm{syst}}}$) $\,\times \,{10}^{-11}$ erg cm(−)(2) s(−)(1). Gathering all the available multiwavelength (MWL) data, we perform a broadband modeling of the nonthermal emission of RCW 86 to constrain parameters of the nearby medium and bring new hints about the origin of the γ-ray emission. For the whole SNR, the modeling favors a leptonic scenario in the framework of a two-zone model with an average magnetic field of 10.2 ± 0.7 μG and a limit on the maximum energy injected into protons of 2 × 10(49) erg for a density of 1 cm(−)(3). In addition, parameter values are derived for the north–east and south–west (SW) regions of RCW 86, providing the first indication of a higher magnetic field in the SW region.

Files and links (2)

url

Find in HALView

url

https://doi.org/10.3847/0004-637X/819/2/98View

Published (Version of record) Open

Metrics

1 Record Views

See more details

Details

Title: Deep morphological and spectral study of the SNR RCW 86 with Fermi-LAT
Creators - without role: M. Ajello - Clemson University
L. Baldini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Barbiellini - University of Trieste
D. Bastieri - University of Padua
R. Bellazzini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. Bissaldi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
E.D. Bloom - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. Bonino - University of Turin
E. Bottacini - Stanford University
T.J. Brandt - Goddard Space Flight Center
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
P. Bruel - Laboratoire Leprince-Ringuet
R. Buehler - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
G.A. Caliandro - Consorzio Interuniversitario Fisica Spaziale
R.A. Cameron - Stanford University
M. Caragiulo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
E. Cavazzuti - Agenzia Spaziale Italiana
E. Charles - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
A. Chekhtman - George Mason University
S. Ciprini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Johann Cohen-Tanugi - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
B. Condon - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
F. Costanza - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
S. Cutini - Agenzia Spaziale Italiana
F. d'Ammando
F. de Palma - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. Desiante - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
N. Di Lalla - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
M. Di Mauro - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Di Venere - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
P.S. Drell - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
G. Dubner - Institute of Astronomy and Space Physics
D. Dumora - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
L. Duvidovich - Institute of Astronomy and Space Physics
C. Favuzzi - Polytechnic University of Bari
W.B. Focke - Stanford University
P. Fusco - Polytechnic University of Bari
F. Gargano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
D. Gasparrini - Agenzia Spaziale Italiana
E. Giacani - Institute of Astronomy and Space Physics
N. Giglietto - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
T. Glanzman - Stanford University
D.A. Green - Cavendish Hospital
I.A. Grenier - CEA Paris-Saclay
S. Guiriec - Goddard Space Flight Center
E. Hays - Goddard Space Flight Center
J.W. Hewitt - University of North Florida
A.B. Hill - University of Southampton
D. Horan - Laboratoire Leprince-Ringuet
T. Jogler - Stanford University
G. Johannesson - University of Iceland
I. Jung-Richardt - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
S. Kensei - Hiroshima University
M. Kuss - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Larsson - KTH Royal Institute of Technology
L. Latronico - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
M. Lemoine-Goumard - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
J. Li - Institute of Space Sciences
L. Li - Fraunhofer Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics
F. Longo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
F. Loparco - Polytechnic University of Bari
M.N. Lovellette - United States Naval Research Laboratory
P. Lubrano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
J. Magill - University of Maryland, College Park
S. Maldera - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
A. Manfreda - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
M. Mayer - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
M.N. Mazziotta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
J.E. Mcenery - University of Maryland, College Park
P.F. Michelson - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
W. Mitthumsiri - Mahidol University
T. Mizuno - Hiroshima University
M.E. Monzani - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
A. Morselli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
I.V. Moskalenko - Stanford University
M. Negro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Nuss - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
M. Orienti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
E. Orlando - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J.F. Ormes - University of Denver
D. Paneque - Max Planck Institute for Physics
J.S. Perkins - Goddard Space Flight Center
M. Pesce-Rollins - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
F. Piron - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
G. Pivato - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
T.A. Porter - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
S. Raino - Polytechnic University of Bari
R. Rando - University of Padua
M. Razzano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
A. Reimer - Stanford University
O. Reimer - Universität Innsbruck
T. Reposeur - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
J. Schmid - CEA Paris-Saclay
A. Schulz - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
C. Sgro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
D. Simone - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
E.J. Siskind - Real Time Tomography
F. Spada - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Spandre - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
P. Spinelli - Polytechnic University of Bari
J.B. Thayer - Stanford University
L. Tibaldo - Max Planck Institute for Nuclear Physics
D.F. Torres - Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats
G. Tosti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
E. Troja - Goddard Space Flight Center
Y. Uchiyama
G. Vianello - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J. Vink - University of Amsterdam
K.S. Wood - United States Naval Research Laboratory
M. Yassine - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Publication Details: Astrophys.J, Vol.819(2)
Identifiers: 9935363009311
Academic Unit: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: hal-02017414