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.
Original language | English (US) |
---|---|
Article number | 74 |
Journal | Astrophysical Journal |
Volume | 840 |
Issue number | 2 |
DOIs | |
State | Published - May 10 2017 |
All Science Journal Classification (ASJC) codes
- Astronomy and Astrophysics
- Space and Planetary Science
Access to Document
Other files and links
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7-3946'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver
}
In: Astrophysical Journal, Vol. 840, No. 2, 74, 10.05.2017.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7-3946
AU - Acero, F.
AU - Aloisio, R.
AU - Amans, J.
AU - Amato, E.
AU - Antonelli, L. A.
AU - Aramo, C.
AU - Armstrong, T.
AU - Arqueros, F.
AU - Asano, K.
AU - Ashley, M.
AU - Backes, M.
AU - Balazs, C.
AU - Balzer, A.
AU - Bamba, A.
AU - Barkov, M.
AU - Barrio, J. A.
AU - Benbow, W.
AU - Bernlöhr, K.
AU - Beshley, V.
AU - Bigongiari, C.
AU - Biland, A.
AU - Bilinsky, A.
AU - Bissaldi, E.
AU - Biteau, J.
AU - Blanch, O.
AU - Blasi, P.
AU - Blazek, J.
AU - Boisson, C.
AU - Bonanno, G.
AU - Bonardi, A.
AU - Bonavolontà, C.
AU - Bonnoli, G.
AU - Braiding, C.
AU - Brau-Nogué, S.
AU - Bregeon, J.
AU - Brown, A. M.
AU - Bugaev, V.
AU - Bulgarelli, A.
AU - Bulik, T.
AU - Burton, M.
AU - Burtovoi, A.
AU - Busetto, G.
AU - Böttcher, M.
AU - Cameron, R.
AU - Capalbi, M.
AU - Caproni, A.
AU - Caraveo, P.
AU - Carosi, R.
AU - Cascone, E.
AU - Cerruti, M.
AU - Chaty, S.
AU - Chen, A.
AU - Chen, X.
AU - Chernyakova, M.
AU - Chikawa, M.
AU - Chudoba, J.
AU - Cohen-Tanugi, J.
AU - Colafrancesco, S.
AU - Conforti, V.
AU - Contreras, J. L.
AU - Costa, A.
AU - Cotter, G.
AU - Covino, S.
AU - Covone, G.
AU - Cumani, P.
AU - Cusumano, G.
AU - D'Ammando, F.
AU - D'Urso, D.
AU - Daniel, M.
AU - Dazzi, F.
AU - De Angelis, A.
AU - De Cesare, G.
AU - De Franco, A.
AU - De Frondat, F.
AU - De Gouveia Dal Pino, E. M.
AU - De Lisio, C.
AU - De Los Reyes Lopez, R.
AU - De Lotto, B.
AU - De Naurois, M.
AU - De Palma, F.
AU - Del Santo, M.
AU - Delgado, C.
AU - Della Volpe, D.
AU - Di Girolamo, T.
AU - Di Giulio, C.
AU - Di Pierro, F.
AU - Di Venere, L.
AU - Doro, M.
AU - Dournaux, J.
AU - Dumas, D.
AU - Dwarkadas, V.
AU - Díaz, C.
AU - Ebr, J.
AU - Egberts, K.
AU - Einecke, S.
AU - Elsässer, D.
AU - Eschbach, S.
AU - Falceta-Goncalves, D.
AU - Fasola, G.
AU - Fedorova, E.
AU - Fernández-Barral, A.
AU - Ferrand, G.
AU - Fesquet, M.
AU - Fiandrini, E.
AU - Fiasson, A.
AU - Filipovíc, M. D.
AU - Fioretti, V.
AU - Font, L.
AU - Fontaine, G.
AU - Franco, F. J.
AU - Coromina, L. Freixas
AU - Fujita, Y.
AU - Fukui, Y.
AU - Funk, S.
AU - Förster, A.
AU - Gadola, A.
AU - López, R. Garcia
AU - Garczarczyk, M.
AU - Giglietto, N.
AU - Giordano, F.
AU - Giuliani, A.
AU - Glicenstein, J.
AU - Gnatyk, R.
AU - Goldoni, P.
AU - Grabarczyk, T.
AU - Graciani, R.
AU - Graham, J.
AU - Grandi, P.
AU - Granot, J.
AU - Green, A. J.
AU - Griffiths, S.
AU - Gunji, S.
AU - Hakobyan, H.
AU - Hara, S.
AU - Hassan, T.
AU - Hayashida, M.
AU - Heller, M.
AU - Helo, J. C.
AU - Hinton, J.
AU - Hnatyk, B.
AU - Huet, J.
AU - Huetten, M.
AU - Humensky, T. B.
AU - Hussein, M.
AU - Hörandel, J.
AU - Ikeno, Y.
AU - Inada, T.
AU - Inome, Y.
AU - Inoue, S.
AU - Inoue, T.
AU - Inoue, Y.
AU - Ioka, K.
AU - Iori, M.
AU - Jacquemier, J.
AU - Janecek, P.
AU - Jankowsky, D.
AU - Jung, I.
AU - Kaaret, P.
AU - Katagiri, H.
AU - Kimeswenger, S.
AU - Kimura, S.
AU - Knödlseder, J.
AU - Koch, B.
AU - Kocot, J.
AU - Kohri, K.
AU - Komin, N.
AU - Konno, Y.
AU - Kosack, K.
AU - Koyama, S.
AU - Kraus, M.
AU - Kubo, H.
AU - Mezek, G. Kukec
AU - Kushida, J.
AU - Palombara, N. La
AU - Lalik, K.
AU - Lamanna, G.
AU - Landt, H.
AU - Lapington, J.
AU - Laporte, P.
AU - Lee, S.
AU - Lees, J.
AU - Lefaucheur, J.
AU - Lenain, J. P.
AU - Leto, G.
AU - Lindfors, E.
AU - Lohse, T.
AU - Lombardi, S.
AU - Longo, F.
AU - Lopez, M.
AU - Lucarelli, F.
AU - Luque-Escamilla, P. L.
AU - López-Coto, R.
AU - Maccarone, M. C.
AU - Maier, G.
AU - Malaguti, G.
AU - Mandat, D.
AU - Maneva, G.
AU - Mangano, S.
AU - Marcowith, A.
AU - Martí, J.
AU - Martínez, M.
AU - Martínez, G.
AU - Masuda, S.
AU - Maurin, G.
AU - Maxted, N.
AU - Melioli, C.
AU - Mineo, T.
AU - Mirabal, N.
AU - Mizuno, T.
AU - Moderski, R.
AU - Mohammed, M.
AU - Montaruli, T.
AU - Moralejo, A.
AU - Mori, K.
AU - Morlino, G.
AU - Morselli, A.
AU - Moulin, E.
AU - Mukherjee, R.
AU - Mundell, C.
AU - Muraishi, H.
AU - Murase, K.
AU - Nagataki, S.
AU - Nagayoshi, T.
AU - Naito, T.
AU - Nakajima, D.
AU - Nakamori, T.
AU - Nemmen, R.
AU - Niemiec, J.
AU - Nieto, D.
AU - Nievas-Rosillo, M.
AU - Nikołajuk, M.
AU - Nishijima, K.
AU - Noda, K.
AU - Nogues, L.
AU - Nosek, D.
AU - Novosyadlyj, B.
AU - Nozaki, S.
AU - Ohira, Y.
AU - Ohishi, M.
AU - Ohm, S.
AU - Okumura, A.
AU - Ong, R. A.
AU - Orito, R.
AU - Orlati, A.
AU - Ostrowski, M.
AU - Oya, I.
AU - Padovani, M.
AU - Palacio, J.
AU - Palatka, M.
AU - Paredes, J. M.
AU - Pavy, S.
AU - Pe'Er, A.
AU - Persic, M.
AU - Petrucci, P.
AU - Petruk, O.
AU - Pisarski, A.
AU - Pohl, M.
AU - Porcelli, A.
AU - Prandini, E.
AU - Prast, J.
AU - Principe, G.
AU - Prouza, M.
AU - Pueschel, E.
AU - Pühlhofer, G.
AU - Quirrenbach, A.
AU - Rameez, M.
AU - Reimer, O.
AU - Renaud, M.
AU - Ribó, M.
AU - Rico, J.
AU - Rizi, V.
AU - Rodriguez, J.
AU - Fernandez, G. Rodriguez
AU - Vázquez, J. J.Rodríguez
AU - Romano, P.
AU - Romeo, G.
AU - Rosado, J.
AU - Rousselle, J.
AU - Rowell, G.
AU - Rudak, B.
AU - Sadeh, I.
AU - Safi-Harb, S.
AU - Saito, T.
AU - Sakaki, N.
AU - Sanchez, D.
AU - Sangiorgi, P.
AU - Sano, H.
AU - Santander, M.
AU - Sarkar, S.
AU - Sawada, M.
AU - Schioppa, E. J.
AU - Schoorlemmer, H.
AU - Schovanek, P.
AU - Schussler, F.
AU - Sergijenko, O.
AU - Servillat, M.
AU - Shalchi, A.
AU - Shellard, R. C.
AU - Siejkowski, H.
AU - Sillanpä, A.
AU - Simone, D.
AU - Sliusar, V.
AU - Sol, H.
AU - Stanič, S.
AU - Starling, R.
AU - Stawarz,
AU - Stefanik, S.
AU - Stephan, M.
AU - Stolarczyk, T.
AU - Szanecki, M.
AU - Szepieniec, T.
AU - Tagliaferri, G.
AU - Tajima, H.
AU - Takahashi, M.
AU - Takeda, J.
AU - Tanaka, M.
AU - Tanaka, S.
AU - Tejedor, L. A.
AU - Telezhinsky, I.
AU - Temnikov, P.
AU - Terada, Y.
AU - Tescaro, D.
AU - Teshima, M.
AU - Testa, V.
AU - Thoudam, S.
AU - Tokanai, F.
AU - Torres, D. F.
AU - Torresi, E.
AU - Tosti, G.
AU - Townsley, C.
AU - Travnicek, P.
AU - Trichard, C.
AU - Trifoglio, M.
AU - Tsujimoto, S.
AU - Vagelli, V.
AU - Vallania, P.
AU - Valore, L.
AU - Van Driel, W.
AU - Van Eldik, C.
AU - Vandenbroucke, J.
AU - Vassiliev, V.
AU - Vecchi, M.
AU - Vercellone, S.
AU - Vergani, S.
AU - Vigorito, C.
AU - Vorobiov, S.
AU - Vrastil, M.
AU - Acosta, M. L.Vázquez
AU - Wagner, S. J.
AU - Wagner, R.
AU - Wakely, S. P.
AU - Walter, R.
AU - Ward, J. E.
AU - Watson, J. J.
AU - Weinstein, A.
AU - White, M.
AU - White, R.
AU - Wierzcholska, A.
AU - Wilcox, P.
AU - Williams, D. A.
AU - Wischnewski, R.
AU - Wojcik, P.
AU - Yamamoto, T.
AU - Yamamoto, H.
AU - Yamazaki, R.
AU - Yanagita, S.
AU - Yang, L.
AU - Yoshida, T.
AU - Yoshida, M.
AU - Yoshiike, S.
AU - Yoshikoshi, T.
AU - Zacharias, M.
AU - Zampieri, L.
AU - Zanin, R.
AU - Zavrtanik, M.
AU - Zavrtanik, D.
AU - Zdziarski, A.
AU - Zech, A.
AU - Zechlin, H.
AU - Zhdanov, V.
AU - Ziegler, A.
AU - Zorn, J.
N1 - Funding Information: We gratefully acknowledge financial support from the following agencies and organizations: Ministerio de Ciencia, Tecnologia e Innovacion Productiva (MinCyT), Comision Nacional de Energia Atomica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas (CONICET), Argentina; State Committee of Science of Armenia, Armenia; Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq), Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP), Brasil; Croatian Science Foundation, Croatia; Ministry of Education, Youth and Sports, MEYS LE13012, LG14019, 7AMB14AR005, and the Czech Science Foundation grant 14-17501S, Czech Republic; Ministry of Higher Education and Research, CNRS-INSU and CNRS-IN2P3, CEA-Irfu, ANR, Regional Council Ile de France, Labex ENIGMASS, OSUG2020 and OCEVU, France; Max Planck Society, BMBF, DESY, Helmholtz Association, Germany; Department of Atomic Energy, Department of Science and Technology, India; Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), MIUR, Italy; ICRR, University of Tokyo, JSPS, Japan; Netherlands Research School for Astronomy (NOVA), Netherlands Organization for Scientific Research (NWO), Netherlands; The Bergen Research Foundation, Norway; Ministry of Science and Higher Education, the National Centre for Research and Development and the National Science Centre, Poland; Slovenian Research Agency, Slovenia; MINECO support through the National R + D + I, Subprograma Severo Ochoa, CDTI funding plans and the CPAN and MultiDark Consolider-Ingenio 2010 program, Spain; Swedish Research Council, Royal Swedish Academy of Sciences, Sweden; Swiss National Science Foundation (SNSF) Publisher Copyright: © 2017. The American Astronomical Society. All rights reserved.
PY - 2017/5/10
Y1 - 2017/5/10
N2 - 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.
AB - 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.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85019555631&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85019555631&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/1538-4357/aa6d67
DO - 10.3847/1538-4357/aa6d67
M3 - Article
AN - SCOPUS:85019555631
SN - 0004-637X
VL - 840
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 2
M1 - 74
ER -