Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946

F. Acero; R. Aloisio; J. Amans; E. Amato; L.A. Antonelli; C. Aramo; T. Armstrong; F. Arqueros; K. Asano; M. Ashley; M. Backes; C. Balazs; A. Balzer; A. Bamba; M. Barkov; J.A. Barrio; W. Benbow; K. Bernlöhr; V. Beshley; C. Bigongiari; A. Biland; A. Bilinsky; E. Bissaldi; J. Biteau; O. Blanch; P. Blasi; J. Blazek; C. Boisson; G. Bonanno; A. Bonardi; C. Bonavolontà; G. Bonnoli; C. Braiding; S. Brau-Nogué; J. Bregeon; A.M. Brown; V. Bugaev; A. Bulgarelli; T. Bulik; M. Burton; A. Burtovoi; G. Busetto; M. Böttcher; R. Cameron; M. Capalbi; A. Caproni; P. Caraveo; R. Carosi; E. Cascone; M. Cerruti; S. Chaty; A. Chen; X. Chen; M. Chernyakova; M. Chikawa; J. Chudoba; Johann Cohen-Tanugi; S. Colafrancesco; V. Conforti; J.L. Contreras; A. Costa; G. Cotter; S. Covino; G. Covone; P. Cumani; G. Cusumano; F. d'Ammando; D. d'Urso; M. Daniel; F. Dazzi; A. de Angelis; G. de Cesare; A. de Franco; F. de Frondat; E.M. de Gouveia Dal Pino; C. de Lisio; R. de Los Reyes Lopez; B. de Lotto; M. de Naurois; F. de Palma; M. del Santo; C. Delgado; D. Della Volpe; T. Di Girolamo; C. Di Giulio; F. Di Pierro; L. Di Venere; M. Doro; J. Dournaux; D. Dumas; V. Dwarkadas; C. Díaz; J. Ebr; K. Egberts; S. Einecke; D. Elsässer; S. Eschbach; D. Falceta-Goncalves; G. Fasola; E. Fedorova; A. Fernández-Barral; G. Ferrand; M. Fesquet; E. Fiandrini; A. Fiasson; M.D. Filipovíc; V. Fioretti; L. Font; G. Fontaine; F.J. Franco; L. Freixas Coromina; Y. Fujita; Y. Fukui; S. Funk; A. Förster; A. Gadola; R. Garcia López; M. Garczarczyk; N. Giglietto; F. Giordano; A. Giuliani; J. Glicenstein; R. Gnatyk; P. Goldoni; T. Grabarczyk; R. Graciani; J. Graham; P. Grandi; J. Granot; A.J. Green; S. Griffiths; S. Gunji; H. Hakobyan; S. Hara; T. Hassan; M. Hayashida; M. Heller; J.C. Helo; J. Hinton; B. Hnatyk; J. Huet; M. Huetten; T.B. Humensky; M. Hussein; J. Hörandel; Y. Ikeno; T. Inada; Y. Inome; S. Inoue; T. Inoue; Y. Inoue; K. Ioka; M. Iori; J. Jacquemier; P. Janecek; D. Jankowsky; I. Jung; P. Kaaret; H. Katagiri; S. Kimeswenger; S. Kimura; J. Knödlseder; B. Koch; J. Kocot; K. Kohri; N. Komin; Y. Konno; K. Kosack; S. Koyama; M. Kraus; H. Kubo; G. Kukec Mezek; J. Kushida; N. La Palombara; K. Lalik; G. Lamanna; H. Landt; J. Lapington; P. Laporte; S. Lee; J. Lees; J. Lefaucheur; J.-P. Lenain; G. Leto; E. Lindfors; T. Lohse; S. Lombardi; F. Longo; M. Lopez; F. Lucarelli; P.L. Luque-Escamilla; R. López-Coto; M.C. Maccarone; G. Maier; G. Malaguti; D. Mandat; G. Maneva; S. Mangano; Alexandre Marcowith; J. Martí; M. Martínez; G. Martínez; S. Masuda; G. Maurin; N. Maxted; C. Melioli; T. Mineo; N. Mirabal; T. Mizuno; R. Moderski; M. Mohammed; T. Montaruli; A. Moralejo; K. Mori; G. Morlino; A. Morselli; E. Moulin; R. Mukherjee; C. Mundell; H. Muraishi; K. Murase; S. Nagataki; T. Nagayoshi; T. Naito; D. Nakajima; T. Nakamori; R. Nemmen; J. Niemiec; D. Nieto; M. Nievas-Rosillo; M. Nikołajuk; K. Nishijima; K. Noda; L. Nogues; D. Nosek; B. Novosyadlyj; S. Nozaki; Y. Ohira; M. Ohishi; S. Ohm; A. Okumura; R.A. Ong; R. Orito; A. Orlati; M. Ostrowski; I. Oya; M. Padovani; J. Palacio; M. Palatka; J.M. Paredes; S. Pavy; A. Pe'Er; M. Persic; P. Petrucci; O. Petruk; A. Pisarski; M. Pohl; A. Porcelli; E. Prandini; J. Prast; G. Principe; M. Prouza; E. Pueschel; G. Pühlhofer; A. Quirrenbach; M. Rameez; O. Reimer; Matthieu Renaud; M. Ribó; J. Rico; V. Rizi; J. Rodriguez; G. Rodriguez Fernandez; J.J. Rodríguez Vázquez; P. Romano; G. Romeo; J. Rosado; J. Rousselle; G. Rowell; B. Rudak; I. Sadeh; S. Safi-Harb; T. Saito; N. Sakaki; D. Sanchez; P. Sangiorgi; H. Sano; M. Santander; S. Sarkar; M. Sawada; E.J. Schioppa; H. Schoorlemmer; P. Schovanek; F. Schussler; O. Sergijenko; M. Servillat; A. Shalchi; R.C. Shellard; H. Siejkowski; A. Sillanpää; D. Simone; V. Sliusar; H. Sol; S. Stanič; R. Starling; Ł. Stawarz; S. Stefanik; M. Stephan; T. Stolarczyk; M. Szanecki; T. Szepieniec; G. Tagliaferri; H. Tajima; M. Takahashi; J. Takeda; M. Tanaka; S. Tanaka; L.A. Tejedor; I. Telezhinsky; P. Temnikov; Y. Terada; D. Tescaro; M. Teshima; V. Testa; S. Thoudam; F. Tokanai; D.F. Torres; E. Torresi; G. Tosti; C. Townsley; P. Travnicek; C. Trichard; M. Trifoglio; S. Tsujimoto; V. Vagelli; P. Vallania; L. Valore; W. van Driel; C. van Eldik; J. Vandenbroucke; V. Vassiliev; M. Vecchi; S. Vercellone; S. Vergani; C. Vigorito; S. Vorobiov; M. Vrastil; M.L. Vázquez Acosta; S.J. Wagner; R. Wagner; S.P. Wakely; Raymond Walter; J.E. Ward; J.J. Watson; A. Weinstein; M. White; R. White; A. Wierzcholska; P. Wilcox; D.A. Williams; R. Wischnewski; P. Wojcik; T. Yamamoto; H. Yamamoto; R. Yamazaki; S. Yanagita; L. Yang; T. Yoshida; M. Yoshida; S. Yoshiike; T. Yoshikoshi; M. Zacharias; L. Zampieri; R. Zanin; M. Zavrtanik; D. Zavrtanik; A. Zdziarski; A. Zech; H. Zechlin; V. Zhdanov; A. Ziegler; J. Zorn

doi:10.3847/1538-4357/aa6d67

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Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946

Article de revue

Open Access

Avec comité de lecture

Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946

F. Acero, R. Aloisio, J. Amans, E. Amato, L.A. Antonelli, C. Aramo, T. Armstrong, F. Arqueros, K. Asano, M. Ashley, …

The Astrophysical Journal, Vol.840(2)

2017

DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa6d67

Résumé

Telescope Array Experiment

time dependence

spectrum

leptonic

hadronic

HESS

Compton scattering

GLAST

Pali

electron

supernova

accelerator

spatial distribution

gas

Cherenkov Telescope Array

p: relativistic

X-ray: emission

gamma ray: VHE

gamma ray: emission

ISM: individual objects

gamma rays: ISM

cosmic rays

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.

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Détails

Titre: Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946
Créateurs - sans rôle: F. Acero - Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives
R. Aloisio - Gran Sasso Science Institute
J. Amans - Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation
E. Amato - Arcetri Astrophysical Observatory
L.A. Antonelli - Astronomical Observatory of Rome
C. Aramo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
T. Armstrong - Durham University
F. Arqueros - Universidad Complutense de Madrid
K. Asano - The University of Tokyo
M. Ashley
M. Backes - University of Namibia
C. Balazs - Monash University
A. Balzer - University of Amsterdam
A. Bamba - Tokyo University of Science
M. Barkov - RIKEN
J.A. Barrio - Universidad Complutense de Madrid
W. Benbow - Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian
K. Bernlöhr - Max Planck Institute for Nuclear Physics
V. Beshley - Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics
C. Bigongiari - Osservatorio Astrofisico di Torino
A. Biland - ETH Zurich
A. Bilinsky - Lviv University
E. Bissaldi
J. Biteau - Université Paris-Sud
O. Blanch - Institute for High Energy Physics
P. Blasi - Arcetri Astrophysical Observatory
J. Blazek - Czech Academy of Sciences
C. Boisson - Centre National de la Recherche Scientifique
G. Bonanno - Osservatorio Astrofisico di Catania
A. Bonardi - Radboud University Nijmegen
C. Bonavolontà - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
G. Bonnoli - Brera Astronomical Observatory
C. Braiding - UNSW Sydney
S. Brau-Nogué - Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
A.M. Brown - Durham University
V. Bugaev - Washington University in St. Louis
A. Bulgarelli - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna
T. Bulik - Osservatorio Astronomico di Padova
M. Burton - UNSW Sydney
A. Burtovoi - Osservatorio Astronomico di Padova
G. Busetto - University of Padua
M. Böttcher - North-West University
R. Cameron - SLAC National Accelerator Laboratory
M. Capalbi - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica cosmica di Palermo
A. Caproni - Universidade Cruzeiro do Sul
P. Caraveo - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
R. Carosi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. Cascone - Brera Astronomical Observatory
M. Cerruti - Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian
S. Chaty - Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives
A. Chen - University of the Witwatersrand
X. Chen - Pontificia Universidad Católica de Chile
M. Chernyakova - Dublin City University
M. Chikawa - Kindai University
J. Chudoba - Czech Academy of Sciences
Johann Cohen-Tanugi - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
S. Colafrancesco - University of the Witwatersrand
V. Conforti - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna
J.L. Contreras - Universidad Complutense de Madrid
A. Costa - Osservatorio Astrofisico di Catania
G. Cotter - University of Oxford
S. Covino - Brera Astronomical Observatory
G. Covone - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
P. Cumani - Institute for High Energy Physics
G. Cusumano - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica cosmica di Palermo
F. d'Ammando
D. d'Urso
M. Daniel - Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian
F. Dazzi - CTA Observatory
A. de Angelis - University of Padua
G. de Cesare - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna
A. de Franco
F. de Frondat - Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation
E.M. de Gouveia Dal Pino - Universidade de São Paulo
C. de Lisio - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
R. de Los Reyes Lopez
B. de Lotto - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
M. de Naurois - Laboratoire Leprince-Ringuet
F. de Palma - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M. del Santo - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica cosmica di Palermo
C. Delgado
D. Della Volpe - University of Geneva
T. Di Girolamo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
C. Di Giulio - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma I
F. Di Pierro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
L. Di Venere - University of Bari Aldo Moro
M. Doro - University of Padua
J. Dournaux - Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation
D. Dumas - Centre National de la Recherche Scientifique
V. Dwarkadas - University of Chicago
C. Díaz - Universidad Complutense de Madrid
J. Ebr - Czech Academy of Sciences
K. Egberts - University of Potsdam
S. Einecke - TU Dortmund University
D. Elsässer - University of Würzburg
S. Eschbach - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
D. Falceta-Goncalves - Universidade de São Paulo
G. Fasola - Université Paris Sciences et Lettres
E. Fedorova - Taras Shevchenko National University of Kyiv
A. Fernández-Barral
G. Ferrand
M. Fesquet - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
E. Fiandrini
A. Fiasson - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
M.D. Filipovíc
V. Fioretti
L. Font
G. Fontaine - Laboratoire Leprince-Ringuet
F.J. Franco
L. Freixas Coromina
Y. Fujita
Y. Fukui
S. Funk
A. Förster
A. Gadola
R. Garcia López
M. Garczarczyk
N. Giglietto
F. Giordano
A. Giuliani
J. Glicenstein - Département de Physique des Particules (ex SPP)
R. Gnatyk
P. Goldoni - AstroParticule et Cosmologie
T. Grabarczyk
R. Graciani
J. Graham
P. Grandi
J. Granot
A.J. Green
S. Griffiths
S. Gunji
H. Hakobyan
S. Hara
T. Hassan
M. Hayashida
M. Heller
J.C. Helo
J. Hinton
B. Hnatyk
J. Huet - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
M. Huetten
T.B. Humensky
M. Hussein
J. Hörandel
Y. Ikeno
T. Inada
Y. Inome
S. Inoue
T. Inoue
Y. Inoue
K. Ioka
M. Iori
J. Jacquemier - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
P. Janecek
D. Jankowsky
I. Jung
P. Kaaret
H. Katagiri
S. Kimeswenger
S. Kimura
J. Knödlseder - Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie
B. Koch
J. Kocot
K. Kohri
N. Komin
Y. Konno
K. Kosack - Département d'Astrophysique (ex SAP)
S. Koyama
M. Kraus
H. Kubo
G. Kukec Mezek
J. Kushida
N. La Palombara
K. Lalik
G. Lamanna - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
H. Landt
J. Lapington
P. Laporte - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
S. Lee
J. Lees - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
J. Lefaucheur - Laboratoire Univers et Théories
J.-P. Lenain - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
G. Leto
E. Lindfors
T. Lohse
S. Lombardi
F. Longo
M. Lopez
F. Lucarelli
P.L. Luque-Escamilla
R. López-Coto
M.C. Maccarone
G. Maier
G. Malaguti
D. Mandat
G. Maneva
S. Mangano
Alexandre Marcowith - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Martí
M. Martínez
G. Martínez
S. Masuda
G. Maurin - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
N. Maxted
C. Melioli
T. Mineo
N. Mirabal
T. Mizuno
R. Moderski
M. Mohammed
T. Montaruli
A. Moralejo
K. Mori
G. Morlino
A. Morselli
E. Moulin - Département de Physique des Particules (ex SPP)
R. Mukherjee
C. Mundell
H. Muraishi
K. Murase
S. Nagataki
T. Nagayoshi
T. Naito
D. Nakajima
T. Nakamori
R. Nemmen
J. Niemiec
D. Nieto
M. Nievas-Rosillo
M. Nikołajuk
K. Nishijima
K. Noda
L. Nogues
D. Nosek
B. Novosyadlyj
S. Nozaki
Y. Ohira
M. Ohishi
S. Ohm
A. Okumura
R.A. Ong
R. Orito
A. Orlati
M. Ostrowski
I. Oya
M. Padovani - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Palacio
M. Palatka
J.M. Paredes
S. Pavy - Laboratoire Leprince-Ringuet
A. Pe'Er
M. Persic
P. Petrucci - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
O. Petruk
A. Pisarski
M. Pohl
A. Porcelli
E. Prandini
J. Prast - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
G. Principe
M. Prouza
E. Pueschel
G. Pühlhofer
A. Quirrenbach
M. Rameez
O. Reimer
Matthieu Renaud - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
M. Ribó
J. Rico
V. Rizi
J. Rodriguez - Département d'Astrophysique (ex SAP)
G. Rodriguez Fernandez
J.J. Rodríguez Vázquez
P. Romano
G. Romeo
J. Rosado
J. Rousselle
G. Rowell
B. Rudak
I. Sadeh
S. Safi-Harb
T. Saito
N. Sakaki
D. Sanchez - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
P. Sangiorgi
H. Sano
M. Santander
S. Sarkar
M. Sawada
E.J. Schioppa
H. Schoorlemmer
P. Schovanek
F. Schussler - Département de Physique des Particules (ex SPP)
O. Sergijenko
M. Servillat - Laboratoire Univers et Théories
A. Shalchi
R.C. Shellard
H. Siejkowski
A. Sillanpää
D. Simone
V. Sliusar
H. Sol - Laboratoire Univers et Théories
S. Stanič
R. Starling
Ł. Stawarz
S. Stefanik
M. Stephan
T. Stolarczyk - Département d'Astrophysique (ex SAP)
M. Szanecki
T. Szepieniec
G. Tagliaferri
H. Tajima
M. Takahashi
J. Takeda
M. Tanaka
S. Tanaka
L.A. Tejedor
I. Telezhinsky
P. Temnikov
Y. Terada
D. Tescaro
M. Teshima
V. Testa
S. Thoudam
F. Tokanai
D.F. Torres
E. Torresi
G. Tosti
C. Townsley
P. Travnicek
C. Trichard - Centre de physique des particules de Marseille
M. Trifoglio
S. Tsujimoto
V. Vagelli
P. Vallania
L. Valore
W. van Driel - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
C. van Eldik
J. Vandenbroucke
V. Vassiliev
M. Vecchi
S. Vercellone
S. Vergani - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
C. Vigorito
S. Vorobiov
M. Vrastil
M.L. Vázquez Acosta
S.J. Wagner
R. Wagner
S.P. Wakely
Raymond Walter - Institute for nanosciences and engineering and physics departement [University of Arkansas]
J.E. Ward
J.J. Watson
A. Weinstein
M. White
R. White
A. Wierzcholska
P. Wilcox
D.A. Williams
R. Wischnewski
P. Wojcik
T. Yamamoto
H. Yamamoto
R. Yamazaki
S. Yanagita
L. Yang
T. Yoshida
M. Yoshida
S. Yoshiike
T. Yoshikoshi
M. Zacharias
L. Zampieri
R. Zanin
M. Zavrtanik
D. Zavrtanik
A. Zdziarski
A. Zech - Laboratoire Univers et Théories
H. Zechlin
V. Zhdanov
A. Ziegler
J. Zorn
Détails de publication: The Astrophysical Journal, Vol.840(2)
Identifiants: 99161211709311
Unité académique: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Langue: English
Type de ressource: Journal article
Champs locaux: hal-02192570