H.E.S.S. observations of RX J1713.7-3946 with improved angular and spectral resolution; evidence for gamma-ray emission extending beyond the X-ray emitting shell

H. Abdalla; P. Aubert; J. Chevalier; A. Fiasson; F. Krayzel; G. Lamanna; J.P. Lees; G. Maurin; Q. Piel; S. Rosier-Lees; D.A. Sanchez; T. Vuillaume; J. Bolmont; M. Cerruti; R. Chalme-Calvet; M. Chétien; A. Jacholkowska; D. Kerszberg; Michel Kieffer; J.-P. Lenain; C. Perennes; M. Settimo; J.-P. Tavernet; P. Vincent; J. Bregeon; R.C.G. Chaves; J. Devin; Y.A. Gallant; Alexandre Marcowith; M. Padovani; Matthieu Renaud; George Vasileiadis; J. Carr; J.-P. Ernenwein; J. Niemiec; C. Trichard; F. Brun; B. Condon; M.-H. Grondin; H. Laffon; M. Lemoine-Goumard; B. Degrange; S. Fegan; G. Fontaine; B. Giebels; M. Holler; C. Mariaud; M. De Naurois; D. Zaborov; F. Zefi; A. Djannati-Ataï; S. Gabici; L. Jouvin; B. Khélifi; A. Lemière; S. Pita; M. Punch; T. Tavernier; R. Terrier; Arrieta Miguel; Catherine Boisson; Olivier Hervet; Julien Lefaucheur; Helene Sol; Andreas Zech

doi:10.1051/0004-6361/201629790

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H.E.S.S. observations of RX J1713.7-3946 with improved angular and spectral resolution; evidence for gamma-ray emission extending beyond the X-ray emitting shell

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H.E.S.S. observations of RX J1713.7-3946 with improved angular and spectral resolution; evidence for gamma-ray emission extending beyond the X-ray emitting shell

H. Abdalla, P. Aubert, J. Chevalier, A. Fiasson, F. Krayzel, G. Lamanna, J.P. Lees, G. Maurin, Q. Piel, S. Rosier-Lees, …

Astronomy & Astrophysics - A&A, Vol.612

2018

DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201629790

Abstract

Supernova remnants exhibit shock fronts (shells) that can accelerate charged particles up to very high energies. In the past decade, measurements of a handful of shell-type supernova remnants in very-high-energy gamma rays have provided unique insights into the acceleration process. Among those objects, RX J1713.7-3946 (also known as G347.3-0.5) has the largest surface brightness, allowing us in the past to perform the most comprehensive study of morphology and spatially resolved spectra of any such very-high-energy gamma-ray source. Here we present extensive new H.E.S.S. measurements of RX J1713.7-3946, almost doubling the observation time compared to our previous publication. Combined with new improved analysis tools, the previous sensitivity is more than doubled. The H.E.S.S. angular resolution of 0.048∘ (0.036∘ above 2 TeV) is unprecedented in gamma-ray astronomy and probes physical scales of 0.8 (0.6) parsec at the remnant's location.The new H.E.S.S. image of RX J1713.7-3946 allows us to reveal clear morphological differences between X-rays and gamma rays. In particular, for the outer edge of the brightest shell region, we find the first ever indication for particles in the process of leaving the acceleration shock region. By studying the broadband energy spectrum, we furthermore extract properties of the parent particle populations, providing new input to the discussion of the leptonic or hadronic nature of the gamma-ray emission mechanism.

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Title: H.E.S.S. observations of RX J1713.7-3946 with improved angular and spectral resolution; evidence for gamma-ray emission extending beyond the X-ray emitting shell
Creators - without role: H. Abdalla - North-West University
P. Aubert - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
J. Chevalier - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
A. Fiasson - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
F. Krayzel - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
G. Lamanna - Université Savoie Mont Blanc
J.P. Lees - Université Savoie Mont Blanc
G. Maurin - Université Savoie Mont Blanc
Q. Piel - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
S. Rosier-Lees - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
D.A. Sanchez - Centre National de la Recherche Scientifique
T. Vuillaume - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
J. Bolmont - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
M. Cerruti - Université Paris Cité
R. Chalme-Calvet - Sorbonne Université
M. Chétien - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
A. Jacholkowska - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
D. Kerszberg - Centre National de la Recherche Scientifique
Michel Kieffer - Sorbonne Université
J.-P. Lenain - Université Paris Cité
C. Perennes - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
M. Settimo - Université Paris Cité
J.-P. Tavernet - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
P. Vincent - Sorbonne Paris Cité
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
R.C.G. Chaves - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Devin - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Y.A. Gallant - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Alexandre Marcowith - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
M. Padovani - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Matthieu Renaud - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
George Vasileiadis - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Carr - Aix-Marseille Université
J.-P. Ernenwein - Centre National de la Recherche Scientifique
J. Niemiec - Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences
C. Trichard - Aix-Marseille Université
F. Brun - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
B. Condon - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
M.-H. Grondin - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
H. Laffon - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
M. Lemoine-Goumard - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
B. Degrange - École Polytechnique
S. Fegan - École Polytechnique
G. Fontaine - Laboratoire Leprince-Ringuet
B. Giebels - Laboratoire Leprince-Ringuet
M. Holler - École Polytechnique
C. Mariaud - Laboratoire Leprince-Ringuet
M. De Naurois - Laboratoire Leprince-Ringuet
D. Zaborov - École Polytechnique
F. Zefi - École Polytechnique
A. Djannati-Ataï - AstroParticule et Cosmologie
S. Gabici - Université Paris Cité
L. Jouvin - Délégation Paris 7
B. Khélifi - Délégation Paris 7
A. Lemière - Délégation Paris 7
S. Pita - Université Paris Cité
M. Punch - Délégation Paris 7
T. Tavernier - Délégation Paris 7
R. Terrier - Université Paris Cité
Arrieta Miguel - Laboratoire Univers et Théories
Catherine Boisson - Délégation Paris 7
Olivier Hervet - Université Paris Cité
Julien Lefaucheur - Délégation Paris 7
Helene Sol - Délégation Paris 7
Andreas Zech - Délégation Paris 7
Publication Details: Astronomy & Astrophysics - A&A, Vol.612
Identifiers: 9935037309311
Academic Unit: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: in2p3-01375701