The GeV-TeV connection in galactic γ-ray sources

被引：28

作者：

Funk, S. ^{[1
]}

Reimer, O. ^{[2
,3
]}

Torres, D. F. ^{[4
,6
]}

Hinton, J. A. ^{[5
]}

机构：

[1] Stanford Linear Accelerator Ctr, Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol, Menlo Pk, CA 94025 USA

[2] Stanford Univ, WW Hansen Expt Phys Lab, Stanford, CA 94305 USA

[3] Stanford Univ, Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol, Stanford, CA 94305 USA

[4] ICREA, Barcelona 08193, Spain

[5] Univ Leeds, Sch Phys & Astron, Leeds LS2 9JT, W Yorkshire, England

[6] Fac Ciencias, Inst Ciencies Espai Campus UAB, Barcelona, Spain

来源：

ASTROPHYSICAL JOURNAL | 2008年 / 679卷 / 02期

关键词：

Galaxy : general; gamma rays : observations; supernova remnants;

D O I：

10.1086/587129

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

Recent observations with atmospheric Cerenkov telescope systems such as H. E. S. S. and MAGIC have revealed a large number of new sources of very high energy (VHE) gamma-rays from 100 GeV to 100 TeV, mostly concentrated along the Galactic plane. At lower energies (100MeVto 10 GeV) the satellite-based instrument EGRET revealed a population of sources clustering along the Galactic plane. Given their adjacent energy bands, a systematic correlation study between the two source catalogs seems appropriate. Here, the populations of Galactic sources in both energy domains are characterized on observational as well as on phenomenological grounds. Surprisingly few common sources are found in terms of positional coincidence and spectral consistency. These common sources and their potential counterparts and emission mechanisms are discussed in detail. In cases of detection in only one energy band, for the first time consistent upper limits in the other energy band have been derived. The EGRET upper limits are rather unconstraining due to the sensitivity mismatch to current VHE instruments. The VHE upper limits put strong constraints on simple power-law extrapolation of several of the EGRET spectra and thus strongly suggest cutoffs in the unexplored energy range from 10 to 100 GeV. Physical reasons for the existence of cutoffs and for differences in the source population at GeV and TeV energies are discussed. Finally, predictions are derived for common GeV-TeV sources for the upcoming GLAST mission, bridging for the first time the energy gap between current GeV and TeV instruments.

引用

页码：1299 / 1314

页数：16

共 70 条

[1] TeV gamma-ray sources from a survey of the Galactic plane with Milagro [J].

Abdo, A. A. ;

Allen, B. ;

Berley, D. ;

Casanova, S. ;

Chen, C. ;

Coyne, D. G. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

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Goodman, J. A. ;

Hays, E. ;

Hoffman, C. M. ;

Hopper, B. ;

Huentemeyer, P. H. ;

Kolterman, B. E. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Ryan, J. M. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

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Walker, G. P. ;

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[2] H.E.S.S. observations of the supernova remnant RX J0852.0-4622:: Shell-type morphology and spectrum of a widely extended very high energy gamma-ray source [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L.-M. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 661 (01) :236-249

[3] Detection of extended very-high-energy γ-ray emission towards the young stellar cluster Westerlund 2 [J].

Aharonian, F. ;

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Chadwick, P. M. ;

Chounet, L.-M. ;

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Cornils, R. ;

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ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2007, 467 (03) :1075-1080

[4] Search for pulsed VHE gamma-ray emission from young pulsars with HESS [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

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[5] Primary particle acceleration above 100 TeV in the shell-type supernova remnant RX J1713.7-3946 with deep HESS observations [J].

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[6] Energy dependent γ-ray morphology in the pulsar wind nebula HESS J1825-137 [J].

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[7] 3.9 day orbital modulation in the TeV γ-ray flux and spectrum from the X-ray binary LS 5039 [J].

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[8] Observations of the crab nebula with HESS [J].

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[9] Discovery of the two "wings" of the Kookaburra complex in VHE γ-rays with HESS [J].

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Benbow, W. ;

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Buesching, I. ;

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Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

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ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 456 (01) :245-251

[10] The HESS survey of the inner galaxy in very high energy gamma rays [J].

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Akhperjanian, AG ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2006, 636 (02) :777-797

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共 70 条

[1] TeV gamma-ray sources from a survey of the Galactic plane with Milagro [J].

Abdo, A. A. ;

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[2] H.E.S.S. observations of the supernova remnant RX J0852.0-4622:: Shell-type morphology and spectrum of a widely extended very high energy gamma-ray source [J].

Aharonian, F. ;

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Emmanoulopoulos, D. ;

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Fiasson, A. ;

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Fontaine, G. ;

Fukui, Y. ;

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Glicenstein, J. F. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 661 (01) :236-249

[3] Detection of extended very-high-energy γ-ray emission towards the young stellar cluster Westerlund 2 [J].

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Brion, E. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Boutelier, T. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L.-M. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

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Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

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Ferrero, E. ;

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Fontaine, G. ;

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Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

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Giebels, B. ;

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Glueck, B. ;

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Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

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ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2007, 467 (03) :1075-1080

[4] Search for pulsed VHE gamma-ray emission from young pulsars with HESS [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

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Bernloehr, K. ;

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Borrel, V. ;

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Brion, E. ;

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Buehler, R. ;

Busching, I. ;

Boutelier, T. ;

Carrigan, S. ;

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Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

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[5] Primary particle acceleration above 100 TeV in the shell-type supernova remnant RX J1713.7-3946 with deep HESS observations [J].

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Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

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Chounet, L. -M. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

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[6] Energy dependent γ-ray morphology in the pulsar wind nebula HESS J1825-137 [J].

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Buehler, R. ;

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Carrigan, S. ;

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Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

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Djannati-Atai, A. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Feinstein, F. ;

Ferrero, E. ;

Fiasson, A. ;

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Funk, Seb. ;

Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

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Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. ;

Hauser, M. ;

Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

Hoffmann, A. ;

Hofmann, W. ;

Holleran, M. ;

Horns, D. ;

Jacholkowska, A. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 460 (02) :365-374

[7] 3.9 day orbital modulation in the TeV γ-ray flux and spectrum from the X-ray binary LS 5039 [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Feinstein, F. ;

Ferrero, E. ;

Fiasson, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, Seb. ;

Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. ;

Hauser, M. ;

Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

Hoffmann, A. ;

Hofmann, W. ;

Holleran, M. ;

Horns, D. ;

Jacholkowska, A. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 460 (03) :743-749

[8] Observations of the crab nebula with HESS [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Breitling, F. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Feinstein, F. ;

Ferrero, E. ;

Fiasson, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, Seb. ;

Funk, S. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. ;

Hauser, M. ;

Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

Hofmann, W. ;

Holleran, M. ;

Horns, D. ;

Jacholkowska, A. ;

de Jager, O. C. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 457 (03) :899-915

[9] Discovery of the two "wings" of the Kookaburra complex in VHE γ-rays with HESS [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Feinstein, F. ;

Ferrero, E. ;

Fiasson, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. ;

Hauser, M. ;

Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

Hoffmann, A. ;

Hofmann, W. ;

Holleran, M. ;

Horns, D. ;

Jacholkowska, A. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 456 (01) :245-251

[10] The HESS survey of the inner galaxy in very high energy gamma rays [J].

Aharonian, F ;

Akhperjanian, AG ;

Bazer-Bachi, AR ;

Beilicke, M ;

Benbow, W ;

Berge, D ;

Bernlöhr, K ;

Boisson, C ;

Bolz, O ;

Borrel, V ;

Braun, I ;

Breitling, F ;

Brown, AM ;

Chadwick, PM ;

Chounet, LM ;

Cornils, R ;

Costamante, L ;

Degrange, B ;

Dickinson, HJ ;

Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Emmanoulopoulos, D ;

Espigat, P ;

Feinstein, F ;

Fontaine, G ;

Fuchs, Y ;

Funk, S ;

Gallant, YA ;

Giebels, B ;

Gillessen, S ;

Glicenstein, JF ;

Goret, P ;

Hadjichristidis, C ;

Hauser, M ;

Heinzelmann, G ;

Henri, G ;

Hermann, G ;

Hinton, JA ;

Hofmann, W ;

Holleran, M ;

Horns, D ;

Jacholkowska, A ;

de Jager, OC ;

Khélifi, B ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

Latham, IJ ;

Le Gallou, R ;

Lemière, A .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2006, 636 (02) :777-797

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