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

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

doi:10.3847/1538-4357/aa6d67

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.

Acero F., Aloisio R., Amans J., Amato E., Antonelli L. A., Aramo C., et al. (2017). Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946. THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, 840(2), 74-87 [10.3847/1538-4357/aa6d67].

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

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

2017

Abstract

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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	Anno
	
				2017
			
	Rivista
	
				THE ASTROPHYSICAL JOURNAL
			
	Codice DOI
	
				https://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/aa6d67
			
	Citazione
	
				Acero F.,  Aloisio R.,  Amans J.,  Amato E.,  Antonelli L. A.,  Aramo C., et al. (2017). Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946. THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, 840(2), 74-87 [10.3847/1538-4357/aa6d67].
			
	Tutti gli autori
	
						Acero F.; Aloisio R.; Amans J.; Amato E.; Antonelli L. A.; Aramo C.; Armstrong T.; Arqueros F.; Asano K.; Ashley M.; Backes M.; Balazs C.; Balzer A.; ...espandi
						
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11585/595648

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