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Discovery of very high energy gamma-ray emission coincident with molecular clouds in the W 28 (G6.4-0.1) field

Authors :
Aharonian, F.
Akhperjanian, A.G.
Bazer-Bachi, A.R.
Behera, B.
Beilicke, M.
Benbow, W.
Berge, D.
Bernlöhr, K.
Boisson, C.
Bolz, O.
Borrel, V.
Braun, I.
Brion, E.
Brown, A.M.
Bühler, R.
Bulik, T.
Büsching, I.
Boutelier, T.
Carrigan, S.
Chadwic, P.M.
Chounet, L.-M.
Clapson, A.C.
Coignet, G.
Cornils, R.
Costamante, L.
Degrange, B.
Dickinson, H.J.
Djannati-Ataï, A.
Domainko, W.
Drury, L.O'C.
Dubus, G.
Dyks, J.
Egberts, K.
Emmanoulopoulos, D.
Espigat, P.
Farnier, C.
Feinstein, F.
Fiasson, A.
F¨orster, A.
Fontaine, G.
Fukui, Y.
Funk, Seb.
Funk, S.
Füssling, M.
Gallant, Y.A.
Giebels, B.
Glicenstein, J.F.
Glück, B.
Goret, P.
Hadjichristidis, C.
Hauser, D.
Hauser, M.
Heinzelmann, G.
Henri, G.
Hermann, G.
Hinton, J.A.
Hoffmann, A.
Hofmann, W.
Holleran, M.
Hoppe, S.
Horns, D.
Jacholkowska, A.
de Jager, O.C.
Kendziorra, E.
Kerschhagg, M.
Khélifi, B.
Komin, Nu.
Kosack, K.
Lamanna, G.
Latham, I.J.
Le Gallou, R.
Lemière, A.
Lemoine-Goumard, M.
Lenain, J.-P.
Lohse, T.
Martin, J.M.
Martineau-Huynh, O.
Marcowith, A.
Masterson, C.
Maurin, G.
Mccomb, T.J.L.
Moderski, R.
Moriguchi, Y.
Moulin, Emmanuel
de Naurois, M.
Nedbal, D.
Nolan, S.J.
Olive, J.-P.
Orford, K.J.
Osborne, J.L.
Ostrowski, M.
Panter, M.
Pedaletti, G.
Pelletier, G.
Petrucci, P.-O.
Pita, S.
P¨uhlhofer, G.
Punch, M.
Ranchon, S.
Raubenheimer, B.C.
Raue, M.
Rayner, S.M.
Reimer, O.
Renaud, M.
Ripken, J.
Rob, L.
Rolland, L.
Rosier-Lees, S.
Rowell, G.
Rudak, B.
Ruppel, J.
Sahakian, V.
Santangelo, A.
Saugé, L.
Schlenker, S.
Schlickeiser, R.
Schroder, R.
Schwanke, U.
Schwarzburg, S.
Schwemmer, S.
Shalchi, A.
Sol, H.
Spangler, D.
Stawarz, &#321.
Steenkamp, R.
Stegmann, C.
Superina, G.
Takeuchi, T.
Tam, P.H.
Tavernet, J.-P.
Terrier, R.
van Eldik, C.
Vasileiadis, G.
Venter, C.
Vialle, J.P.
Vincent, P.
Vivier, M.
Volk, H.J.
Volpe, F.
Wagner, S.J.
Ward, M.
10859748 - Holleran, Mathew
12006653 - Venter, Christo
10179240 - Raubenheimer, Barend Christoffel
10065857 - De Jager, Ocker Cornelis
13235176 - Büsching, Ingo
Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Département d'Astrophysique, de physique des Particules, de physique Nucléaire et de l'Instrumentation Associée (DAPNIA)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
APC - Astrophysique des Hautes Energies (APC - AHE)
Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna
Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
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)-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)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules (LPTA)
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)
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE)
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)
HESS
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)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
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)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
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)
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)-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)-Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna
Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)
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)
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)
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 Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-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)-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)-Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2008, 481, pp.401-410. ⟨10.1051/0004-6361:20077765⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2008, 481, pp.401-410. ⟨10.1051/0004-6361:20077765⟩
Publication Year :
2008
Publisher :
EDP Sciences, 2008.

Abstract

We observed the W28 field (for ~40 h) at Very High Energy (VHE) gamma-ray energies (E>0.1 TeV) with the H.E.S.S. Cherenkov telescopes. A reanalysis of EGRET E>100 MeV data was also undertaken. Results from the NANTEN 4m telescope Galactic plane survey and other CO observations have been used to study molecular clouds. We have discovered VHE gamma-ray emission (HESSJ1801-233) coincident with the northeastern boundary of W28, and a complex of sources (HESSJ1800-240A, B and C) ~0.5 deg south of W28, in the Galactic disc. The VHE differential photon spectra are well fit by pure power laws with indices Gamma~2.3 to 2.7. The NANTEN ^{12}CO(J=1-0) data reveal molecular clouds positionally associating with the VHE emission, spanning a ~15 km s^{-1} range in local standard of rest velocity. The VHE/molecular cloud association could indicate a hadronic origin for HESSJ1801-233 and HESSJ1800-240, and several cloud components in projection may contribute to the VHE emission. The clouds have components covering a broad velocity range encompassing the distance estimates for W28 (~2 kpc), and extending up to ~4 kpc. Assuming a hadronic origin, and distances of 2 and 4 kpc for cloud components, the required cosmic ray density enhancement factors (with respect to the solar value) are in the range ~10 to ~30. If situated at 2 kpc distance, such cosmic ray densities may be supplied by a SNR like W28. Additionally and/or alternatively, particle acceleration may come from several catalogued SNRs and SNR candidates, the energetic ultra compact HII region W28A2, and the HII regions M8 and M20 along with their associated open clusters. Further sub-mm observations would be recommended to probe in detail the dynamics of the molecular clouds at velocites >10 km s^{-1}, and their possible connection to W28.<br />10 pages, 4 figures. Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics. (Abstract shortened)

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2008, 481, pp.401-410. ⟨10.1051/0004-6361:20077765⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2008, 481, pp.401-410. ⟨10.1051/0004-6361:20077765⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b64794b6a536a75729e4d0034d13f2c5