HESS J1741−302: a hidden accelerator in the Galactic plane
H. Abdalla
,
A. Abramowski
,
F. Aharonian
,
F.Ait Benkhali
,
E.O. Angüner
,
M. Arakawa
,
C. Armand
(1)
,
M. Arrieta
(2)
,
M. Backes
,
A. Balzer
,
M. Barnard
,
Y. Becherini
,
J.Becker Tjus
,
D. Berge
,
S. Bernhard
,
K. Bernlöhr
,
R. Blackwell
,
M. Böttcher
,
C. Boisson
(2)
,
J. Bolmont
(3)
,
S. Bonnefoy
,
P. Bordas
,
J. Bregeon
(4)
,
F. Brun
(5)
,
P. Brun
(6)
,
M. Bryan
,
M. Büchele
,
T. Bulik
,
M. Capasso
,
S. Caroff
(7)
,
A. Carosi
(1)
,
S. Casanova
,
M. Cerruti
(3)
,
N. Chakraborty
,
R.C. G. Chaves
(4)
,
A. Chen
,
J. Chevalier
(1)
,
S. Colafrancesco
,
B. Condon
(5)
,
J. Conrad
,
I.D. Davids
,
J. Decock
(6)
,
C. Deil
,
J. Devin
(4)
,
P. Dewilt
,
L. Dirson
,
A. Djannati-Ataï
(8)
,
A. Donath
,
L.O'C. Drury
,
J. Dyks
,
T. Edwards
,
K. Egberts
,
G. Emery
(3)
,
J.P. Ernenwein
(9)
,
S. Eschbach
,
C. Farnier
,
S. Fegan
(7)
,
M.V. Fernandes
,
A. Fiasson
(1)
,
G. Fontaine
(7)
,
S. Funk
,
M. Füssling
,
S. Gabici
(8)
,
Y.A. Gallant
(4)
,
T. Garrigoux
,
F. Gaté
(1)
,
G. Giavitto
,
D. Glawion
,
J.F. Glicenstein
(6)
,
D. Gottschall
,
M.H. Grondin
(5)
,
J. Hahn
,
M. Haupt
,
J. Hawkes
,
G. Heinzelmann
,
G. Henri
(10)
,
G. Hermann
,
J.A. Hinton
,
W. Hofmann
,
C. Hoischen
,
T.L. Holch
,
M. Holler
,
D. Horns
,
A. Ivascenko
,
H. Iwasaki
,
A. Jacholkowska
(3)
,
M. Jamrozy
,
D. Jankowsky
,
F. Jankowsky
,
M. Jingo
,
L. Jouvin
(8)
,
I. Jung-Richardt
,
M.A. Kastendieck
,
K. Katarzyński
,
M. Katsuragawa
,
U. Katz
,
D. Kerszberg
(3)
,
D. Khangulyan
,
B. Khélifi
(8)
,
J. King
,
S. Klepser
,
D. Klochkov
,
W. Kluźniak
,
Nu. Komin
,
K. Kosack
(6)
,
S. Krakau
,
M. Kraus
,
P.P. Krüger
,
H. Laffon
(5)
,
G. Lamanna
(1)
,
J. Lau
,
J. Lefaucheur
(2)
,
A. Lemière
(8)
,
M. Lemoine-Goumard
(5)
,
J.P. Lenain
(3)
,
E. Leser
,
T. Lohse
,
M. Lorentz
(6)
,
R. Liu
,
R. López-Coto
,
I. Lypova
,
D. Malyshev
,
V. Marandon
,
Alexandre Marcowith
(4)
,
C. Mariaud
(7)
,
R. Marx
,
G. Maurin
(1)
,
N. Maxted
,
M. Mayer
,
P.J. Meintjes
,
M. Meyer
,
A.M. W. Mitchell
,
R. Moderski
,
M. Mohamed
,
L. Mohrmann
,
K. Morå
,
E. Moulin
(6)
,
T. Murach
,
S. Nakashima
,
M. de Naurois
(7)
,
H. Ndiyavala
,
F. Niederwanger
,
J. Niemiec
,
L. Oakes
,
P. O'Brien
,
H. Odaka
,
S. Ohm
,
M. Ostrowski
,
I. Oya
,
M. Padovani
(4)
,
M. Panter
,
R.D. Parsons
,
N.W. Pekeur
,
G. Pelletier
(10)
,
C. Perennes
(3)
,
P.O. Petrucci
(10)
,
B. Peyaud
(6)
,
Q. Piel
(1)
,
S. Pita
(8)
,
V. Poireau
(1)
,
D.A. Prokhorov
,
H. Prokoph
,
G. Pühlhofer
,
M. Punch
(8)
,
A. Quirrenbach
,
S. Raab
,
R. Rauth
,
A. Reimer
,
O. Reimer
,
Matthieu Renaud
(4)
,
R. de Los Reyes
,
F. Rieger
,
L. Rinchiuso
(6)
,
C. Romoli
,
G. Rowell
,
B. Rudak
,
C.B. Rulten
(2)
,
V. Sahakian
,
S. Saito
,
D.A. Sanchez
(1)
,
A. Santangelo
,
M. Sasaki
,
R. Schlickeiser
,
F. Schüssler
(6)
,
A. Schulz
,
U. Schwanke
,
S. Schwemmer
,
M. Seglar-Arroyo
(6)
,
A.S. Seyffert
,
N. Shafi
,
I. Shilon
,
K. Shiningayamwe
,
R. Simoni
,
H. Sol
(2)
,
F. Spanier
,
M. Spir-Jacob
(8)
,
Ł. Stawarz
,
R. Steenkamp
,
C. Stegmann
,
C. Steppa
,
I. Sushch
,
T. Takahashi
,
J.P. Tavernet
(3)
,
T. Tavernier
(6)
,
A.M. Taylor
,
R. Terrier
(8)
,
L. Tibaldo
,
D. Tiziani
,
M. Tluczykont
,
C. Trichard
(9)
,
M. Tsirou
(4)
,
N. Tsuji
,
R. Tuffs
,
Y. Uchiyama
,
D.J. van Der Walt
,
C. van Eldik
,
C. van Rensburg
,
B. van Soelen
,
George Vasileiadis
(4)
,
J. Veh
,
C. Venter
,
A. Viana
,
P. Vincent
(3)
,
J. Vink
,
F. Voisin
,
H.J. Völk
,
T. Vuillaume
(1)
,
Z. Wadiasingh
,
S.J. Wagner
,
P. Wagner
,
R.M. Wagner
,
R. White
,
A. Wierzcholska
,
P. Willmann
,
A. Wörnlein
,
D. Wouters
(6)
,
R. Yang
,
D. Zaborov
(7)
,
M. Zacharias
,
R. Zanin
,
A.A. Zdziarski
,
A. Zech
(2)
,
F. Zefi
(7)
,
A. Ziegler
,
J. Zorn
,
N. Żywucka
,
R. Enokiya
,
Y. Fukui
,
T. Hayakawa
,
T. Okuda
,
K. Torii
,
H. Yamamoto
1
LAPP -
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
2 LUTH (UMR_8102) - Laboratoire Univers et Théories
3 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
4 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
5 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
6 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
7 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
8 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
9 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
10 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
2 LUTH (UMR_8102) - Laboratoire Univers et Théories
3 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
4 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
5 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
6 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
7 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
8 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
9 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
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H. Abdalla
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A. Abramowski
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F. Aharonian
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M. Backes
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A. Balzer
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M. Barnard
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D. Berge
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S. Bernhard
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K. Bernlöhr
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R. Blackwell
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M. Böttcher
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C. Boisson
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S. Bonnefoy
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P. Bordas
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J. Bregeon
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F. Brun
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P. Brun
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M. Bryan
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S. Casanova
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M. Cerruti
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N. Chakraborty
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P. Dewilt
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L.O'C. Drury
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M. Jamrozy
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F. Jankowsky
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I. Jung-Richardt
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D. Kerszberg
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J. King
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D. Klochkov
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K. Kosack
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S. Krakau
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E. Leser
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R. Marx
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M. Mayer
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P.J. Meintjes
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M. Meyer
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F. Spanier
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R. Tuffs
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- Function : Author
C. Venter
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A. Viana
- Function : Author
J. Vink
- Function : Author
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F. Voisin
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H. Yamamoto
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Abstract
The H.E.S.S. Collaboration has discovered a new very high energy (VHE, E > 0.1 TeV) γ-ray source, HESS J1741−302, located in the Galactic plane. Despite several attempts to constrain its nature, no plausible counterpart has been found so far at X-ray and MeV/GeV γ-ray energies, and the source remains unidentified. An analysis of 145-h of observations of HESS J1741−302 at VHEs has revealed a steady and relatively weak TeV source (~1% of the Crab Nebula flux), with a spectral index of Γ = 2.3 ± 0.2stat ± 0.2sys, extending to energies up to 10 TeV without any clear signature of a cut-off. In a hadronic scenario, such a spectrum implies an object with particle acceleration up to energies of several hundred TeV. Contrary to most H.E.S.S. unidentified sources, the angular size of HESS J1741−302 is compatible with the H.E.S.S. point spread function at VHEs, with an extension constrained to be below 0.068° at a 99% confidence level. The γ-ray emission detected by H.E.S.S. can be explained both within a hadronic scenario, due to collisions of protons with energies of hundreds of TeV with dense molecular clouds, and in a leptonic scenario, as a relic pulsar wind nebula, possibly powered by the middle-aged (20 kyr) pulsar PSR B1737−30. A binary scenario, related to the compact radio source 1LC 358.266+0.038 found to be spatially coincident with the best fit position of HESS J1741−302, is also envisaged.Key words: gamma rays: ISM / gamma rays: general / cosmic rays / ISM: clouds★★ Wallenberg Academy Fellow.
Keywords
ISM: cosmic rays
ISM: clouds
gamma rays: observations
Gamma rays: general
gamma rays: individual objects: HESS J1741−302
gamma rays: ISM
gamma rays: general
cosmic rays
particle: acceleration
HESS
gamma ray: VHE
pulsar
galaxy
power spectrum
accelerator
signature
binary
X-ray
cloud
flux
model: hadronic
radio wave
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