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Probing the extent of the non-thermal emission from the Vela X region at TeV energies with H.E.S.S

Authors :
Guy Pelletier
A. Förster
C. vanEldik
J. L. Skilton
P. M. Chadwick
Cameron B Rulten
S. Fegan
Svenja Carrigan
E. Birsin
J. Bolmont
Jim Hinton
S. Balenderan
M. A. Kastendieck
R. Kossakowski
M. J. Vorster
U. Menzler
P. Eger
J. Dyks
Daniel Sánchez
Gilles Henri
M. Panter
Michael Punch
M. Füßling
M. H. Grondin
Markus Holler
B. Glück
Konrad Bernlöhr
P. Espigat
Andreas Hillert
Denis Wouters
Pierre-Olivier Petrucci
Emmanuel Moulin
Felix Aharonian
G. Pühlhofer
B. Degrange
M. Tluczykont
J. Perez
G. Spengler
S. Kaufmann
R. delosReyes
A. Reimer
B. Peyaud
M. C. Medina
B. Giebels
Fabio Acero
H. Laffon
S. Vorobiov
D. Göring
S. Schwarzburg
M. Naumann-Godo
Thomas Lohse
R. White
Alexandre Marcowith
I. Oya
Jacek Niemiec
F. Stinzing
A. Djannati-Ataï
K. Valerius
M. K. Daniel
C. L. Naumann
J. F. Glicenstein
Olaf Reimer
Iurii Sushch
R. C. G. Chaves
A. Balzer
M. Mayer
Anna Szostek
F. Dubois
Tomasz Bulik
A. Fiasson
Christian Farnier
F. Feinstein
P. Hofverberg
D. Klochkov
M. PazArribas
M. Mohamed
M. Dalton
F. Sheidaei
Francois Brun
D. Parsons
D. Hampf
Dieter Horns
J. Mehault
C. Couturier
J. Brucker
M. Gajdus
Stefan Ohm
B. Opitz
A. Bochow
K. Egberts
Gavin Rowell
Guillaume Dubus
A. Lopatin
Catherine Boisson
S. Pita
A. A. Zdziarski
J. Conrad
Nu. Komin
A. Charbonnier
Vincent Marandon
Ullrich Schwanke
N. Nguyen
H. Gast
S. Heinz
C. Trichard
N. Maxted
H.-S. Zechlin
B. Khélifi
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D. Nedbal
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Joachim Ripken
A. Viana
P. deWilt
A. Cheesebrough
H. J. Dickinson
J.-P. Tavernet
G. Lamanna
K. Dutson
Alicja Wierzcholska
R. Steenkamp
M. V. Fernandes
W. Domainko
Julien Masbou
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Dirk Lennarz
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T. Garrigoux
Regis Terrier
K. Kosack
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W. Kluź niak
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Y. A. Gallant
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Christo Venter
Matteo Cerruti
F. Krayzel
C. Jahn
Christoph Deil
T. Kneiske
M. Dyrda
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G. Maurin
E. deOñ aWilhelmi
R. Moderski
Reinhard Schlickeiser
P. Vincent
A. Zech
K. Stycz
G. Hermann
S. J. Nolan
Werner Hofmann
Michał Ostrowski
P. Brun
Michael Zacharias
S. Schwemmer
L. Rob
A. Schulz
Anna Barnacka
Andrea Santangelo
Joachim Hahn
J. D. Hague
Francesca Volpe
Marek Jamrozy
D. Fernandez
Helene Sol
L. O'c. Drury
J. Harris
Martin Ward
L. Fallon
G. Vasileiadis
A. Jacholkowska
G. Fontaine
J. Becker Tjus
N. W. Pekeur
Martin Raue
G. Heinzelmann
J. Biteau
I. D. Davids
S. Häffner
T.J.L. McCom
G. Cologna
A. Abramowski
M. Renaud
Chia-Chun Lu
S. Rosier-Lees
Sabrina Casanova
A. G. Akhperjanian
C. Stegmann
I. Jung
B. Rudak
Frank M. Rieger
J. P. Lenain
P. Bordas
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)
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)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-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)
Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
HESS
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)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-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)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
APC - Astrophysique des Hautes Energies (APC - AHE)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna
Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules)
Source :
arXiv E-Print (only) (2012)., Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2012, 548, pp.A38. ⟨10.1051/0004-6361/201219919⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2012, 548, pp.A38. ⟨10.1051/0004-6361/201219919⟩, CONICET Digital (CONICET), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, instacron:CONICET, Astronomy and astrophysics 548, 11 (2013). doi:10.1051/0004-6361/201219919
Publication Year :
2012

Abstract

Context. Vela X is a region of extended radio emission in the western part of the Vela constellation: one of the nearest pulsar wind nebulae, and associated with the energetic Vela pulsar (PSR B0833-45). Extended very-high-energy (VHE) γ-ray emission (HESS J0835-455) was discovered using the H.E.S.S. experiment in 2004. The VHE γ-ray emission was found to be coincident with a region of X-ray emission discovered with ROSAT above 1.5 keV (the so-called Vela X cocoon): a filamentary structure extending southwest from the pulsar to the centre of Vela X. Aims. A deeper observation of the entire Vela X nebula region, also including larger offsets from the cocoon, has been performed with H.E.S.S. This re-observation was carried out in order to probe the extent of the non-thermal emission from the Vela X region at TeV energies and to investigate its spectral properties. Methods. To increase the sensitivity to the faint γ-ray emission from the very extended Vela X region, a multivariate analysis method combining three complementary reconstruction techniques of Cherenkov-shower images is applied for the selection of γ-ray events. The analysis is performed with the On/Off background method, which estimates the background from separate observations pointing away from Vela X; towards regions free of γ-ray sources but with comparable observation conditions. Results. The γ-ray surface brightness over the large Vela X region reveals that the detection of non-thermal VHE γ-ray emission from the PWN HESS J0835-455 is statistically significant over a region of radius 1.2° around the position α = 08 h35m00s, δ = - 45°36′00′′ (J2000). The Vela X region exhibits almost uniform γ-ray spectra over its full extent: the differential energy spectrum can be described by a power-law function with a hard spectral index Γ = 1.32 ± 0.06stat ± 0.12sys and an exponential cutoff at an energy of (14.0 ± 1.6stat ± 2.6sys) TeV. Compared to the previous H.E.S.S. observations of Vela X the new analysis confirms the general spatial overlap of the bulk of the VHE γ-ray emission with the X-ray cocoon, while its extent and morphology appear more consistent with the (more extended) radio emission, contradicting the simple correspondence between VHE γ-ray and X-ray emissions. Morphological and spectral results challenge the interpretation of the origin of γ-ray emission in the GeV and TeV ranges in the framework of current models. © ESO, 2012. Fil: Abramowski, A.. Universitat Hamburg; Alemania Fil: Aharonian, Felix A.. Max Planck Institut Fur Kernphysik; Alemania Fil: Akhperjanian, A. G.. National Academy Of Sciences Of The Republic Of Armenia; Armenia. Yerevan Physics Institute; Armenia Fil: Anton, G.. Universitat Erlangen-Nuremberg; Alemania Fil: Balenderan, S.. University Of Durham; Reino Unido Fil: Balzer, A.. Universitat Erlangen-Nuremberg; Alemania Fil: Barnacka, A.. CEA Saclay; Francia Fil: Becherini, Y.. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia Fil: Becker Tjus, J.. Ruhr Universität Bochum; Alemania Fil: Bernlöhr, K.. Max Planck Institut Fur Kernphysik; Alemania Fil: Birsin, E.. Humboldt-universitat Zu Berlin; Alemania Fil: Bochow, A.. Max Planck Institut Fur Kernphysik; Alemania Fil: Boisson, C.. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia Fil: Bolmont, J.. Max Planck Institut Fur Kernphysik; Alemania Fil: Boisson, C.. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia Fil: Bolmont, J.. Universite Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Brun, P.. Cea Saclay; Fil: Brun, F.. Laboratoire Leprince-ringuet; Francia Fil: Casanova, S.. Max Planck Institut Fur Kernphysik; Alemania Fil: Cerruti, M.. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia Fil: Chadwick, P.M.. University Of Durham; Reino Unido Fil: Charbonnier, A.. Universite Pierre et Marie Curie; Francia Fil: Chaves, R.C.G.. Cea Saclay; Francia. Max Planck Institut Fur Kernphysik; Alemania Fil: Cheesebrough, A.. University Of Durham; Reino Unido Fil: Cologna, G.. Landessternwarte Heidelberg; Alemania Fil: Medina, Maria Clementina. Cea Saclay; Francia. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; Argentina

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
arXiv E-Print (only) (2012)., Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2012, 548, pp.A38. ⟨10.1051/0004-6361/201219919⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2012, 548, pp.A38. ⟨10.1051/0004-6361/201219919⟩, CONICET Digital (CONICET), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, instacron:CONICET, Astronomy and astrophysics 548, 11 (2013). doi:10.1051/0004-6361/201219919
Accession number :
edsair.doi.dedup.....479f87c545cf4ee3cf9fa16c4daf9da8
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201219919⟩