Imagen de Portada

An Ultrahigh-energy $γ$-ray Bubble Powered by a Super PeVatron

Fuente: arXiv

Guardado en:

Detalles Bibliográficos
Autores principales:	The LHAASO Collaboration, Cao, Z., Aharonian, F., An, Q., Axikegu, Bai, Y. X., Bao, Y. W., Bastieri, D., Bi, X. J., Bi, Y. J., Cai, J. T., Cao, Q., Cao, W. Y., Cao, Zhe, Chang, J., Chang, J. F., Chen, A. M., Chen, E. S., Chen, Liang, Chen, Lin, Chen, Long, Chen, M. J., Chen, M. L., Chen, Q. H., Chen, S. H., Chen, S. Z., Chen, T. L., Chen, Y., Cheng, N., Cheng, Y. D., Cui, M. Y., Cui, S. W., Cui, X. H., Cui, Y. D., Dai, B. Z., Dai, H. L., Dai, Z. G., Danzengluobu, della Volpe, D., Dong, X. Q., Duan, K. K., Fan, J. H., Fan, Y. Z., Fang, J., Fang, K., Feng, C. F., Feng, L., Feng, S. H., Feng, X. T., Feng, Y. L., Gabici, S., Gao, B., Gao, C. D., Gao, L. Q., Gao, Q., Gao, W., Gao, W. K., Ge, M. M., Geng, L. S., Giacinti, G., Gong, G. H., Gou, Q. B., Gu, M. H., Guo, F. L., Guo, X. L., Guo, Y. Q., Guo, Y. Y., Han, Y. A., He, H. H., He, H. N., He, J. Y., He, X. B., He, Y., Heller, M., Hor, Y. K., Hou, B. W., Hou, C., Hou, X., Hu, H. B., Hu, Q., Hu, S. C., Huang, D. H., Huang, T. Q., Huang, W. J., Huang, X. T., Huang, X. Y., Huang, Y., Huang, Z. C., Ji, X. L., Jia, H. Y., Jia, K., Jiang, K., Jiang, . W., Jiang, Z. J., Jin, M., Kang, M. M., Ke, T., Kuleshov, D., Kurinov, K., Li, B. B., Li, Cng, Li, Cong, Li, D., Li, F., Li, H. B., Li, H. C., Li, H. Y., Li, J., Li, Jian, Li, Jie, Li, K., Li, W. L., Li, X. R., Li, Xin, Li, Y. Z., Li, Zhe, Li, Zhuo, Liang, E. W., Liang, Y. F., Lin, S. J., Liu, B., Liu, C., Liu, D., Liu, H., Liu, H. D., Liu, J., Liu, J. L., Liu, J. Y., Liu, M. Y., Liu, R. Y., Liu, S. M., Liu, W., Liu, Y., Liu, Y. N., Lu, R., Luo, Q., Lv, H. K., Ma, B. Q., Ma, L. L., Ma, X. H., Mao, J. R., Min, Z., Mitthumsiri, W., Mu, H. J., Nan, Y. C., Neronov, A., Ou, Z. W., Pang, B. Y., Pattarakijwanich, P., Pei, Z. Y., Qi, M. Y., Qi, Y. Q., Qiao, B. Q., Qin, J. J., Ruffolo, D., Saiz, A., Semikoz, D., Shao, C. Y., Shao, L., Shchegolev, O., Sheng, X. D., Shu, F. W., Song, H. C., Stenkin, Yu. V., Stepanov, V., Su, Y., Sun, Q. N., Sun, X. N., Sun, Z. B., Tam, P. H. T., Tang, Q. W., Tang, Z. B., Tian, W. W., Wang, C., Wang, C. B., Wang, G. W., Wang, H. G., Wang, H. H., Wang, J. C., Wang, K., Wang, L. P., Wang, L. Y., Wang, P. H., Wang, R., Wang, W., Wang, X. G., Wang, X. Y., Wang, Y., Wang, Y. D., Wang, Y. J., Wang, Z. H., Wang, Z. X., Wang, Zhen, Wang, Zheng, Wei, D. M., Wei, J. J., Wei, Y. J., Wen, T., Wu, C. Y., Wu, H. R., Wu, S., Wu, X. F., Wu, Y. S., Xi, S. Q., Xia, J., Xia, J. J., Xiang, G. M., Xiao, D. X., Xiao, G., Xin, G. G., Xin, Y. L., Xing, Y., Xiong, Z., Xu, D. L., Xu, R. F., Xu, R. X., Xu, W. L., Xue, L., Yan, D. H., Yan, J. Z., Yan, T., Yang, C. W., Yang, F., Yang, F. F., Yang, H. W., Yang, J. Y., Yang, L. L., Yang, M. J., Yang, R. Z., Yang, S. B., Yao, Y. H., Yao, Z. G., Ye, Y. M., Yin, L. Q., Yin, N., You, X. H., You, Z. Y., Yu, Y. H., Yuan, Q., Yue, H., Zeng, H. D., Zeng, T. X., Zeng, W., Zha, M., Zhang, B. B., Zhang, F., Zhang, H. M., Zhang, H. Y., Zhang, J. L., Zhang, L. X., Zhang, Li, Zhang, P. F., Zhang, P. P., Zhang, R., Zhang, S. B., Zhang, S. R., Zhang, S. S., Zhang, X., Zhang, X. P., Zhang, Y. F., Zhang, Yi, Zhang, Yong, Zhao, B., Zhao, J., Zhao, L., Zhao, L. Z., Zhao, S. P., Zheng, F., Zhou, B., Zhou, H., Zhou, J. N., Zhou, M., Zhou, P., Zhou, R., Zhou, X. X., Zhu, C. G., Zhu, F. R., Zhu, H., Zhu, K. J., Zuo, X.
Formato:	Preprint
Publicado:	2023
Materias:	High Energy Astrophysical Phenomena
Acceso en línea:	Acceder al recurso
Etiquetas:	Agregar Etiqueta Sin Etiquetas, Sea el primero en etiquetar este registro!

_version_	1866912803051274240
author	The LHAASO Collaboration Cao, Z. Aharonian, F. An, Q. Axikegu Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Cai, J. T. Cao, Q. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, Liang Chen, Lin Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu della Volpe, D. Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, K. Feng, C. F. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, L. Q. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. B. He, Y. Heller, M. Hor, Y. K. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, Q. Hu, S. C. Huang, D. H. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Z. C. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, K. Jiang, . W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kang, M. M. Ke, T. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, H. Y. Li, J. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, W. L. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, S. J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. N. Lu, R. Luo, Q. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mu, H. J. Nan, Y. C. Neronov, A. Ou, Z. W. Pang, B. Y. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, M. Y. Qi, Y. Q. Qiao, B. Q. Qin, J. J. Ruffolo, D. Saiz, A. Semikoz, D. Shao, C. Y. Shao, L. Shchegolev, O. Sheng, X. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tam, P. H. T. Tang, Q. W. Tang, Z. B. Tian, W. W. Wang, C. Wang, C. B. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, H. H. Wang, J. C. Wang, K. Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, P. H. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. J. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zhen Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, S. Wu, X. F. Wu, Y. S. Xi, S. Q. Xia, J. Xia, J. J. Xiang, G. M. Xiao, D. X. Xiao, G. Xin, G. G. Xin, Y. L. Xing, Y. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, J. Z. Yan, T. Yang, C. W. Yang, F. Yang, F. F. Yang, H. W. Yang, J. Y. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, S. B. Yao, Y. H. Yao, Z. G. Ye, Y. M. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yu, Y. H. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, L. X. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. B. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Y. F. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhao, B. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zheng, F. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zuo, X.
author_facet	The LHAASO Collaboration Cao, Z. Aharonian, F. An, Q. Axikegu Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Cai, J. T. Cao, Q. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, Liang Chen, Lin Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu della Volpe, D. Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, K. Feng, C. F. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, L. Q. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. B. He, Y. Heller, M. Hor, Y. K. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, Q. Hu, S. C. Huang, D. H. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Z. C. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, K. Jiang, . W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kang, M. M. Ke, T. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, H. Y. Li, J. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, W. L. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, S. J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. N. Lu, R. Luo, Q. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mu, H. J. Nan, Y. C. Neronov, A. Ou, Z. W. Pang, B. Y. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, M. Y. Qi, Y. Q. Qiao, B. Q. Qin, J. J. Ruffolo, D. Saiz, A. Semikoz, D. Shao, C. Y. Shao, L. Shchegolev, O. Sheng, X. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tam, P. H. T. Tang, Q. W. Tang, Z. B. Tian, W. W. Wang, C. Wang, C. B. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, H. H. Wang, J. C. Wang, K. Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, P. H. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. J. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zhen Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, S. Wu, X. F. Wu, Y. S. Xi, S. Q. Xia, J. Xia, J. J. Xiang, G. M. Xiao, D. X. Xiao, G. Xin, G. G. Xin, Y. L. Xing, Y. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, J. Z. Yan, T. Yang, C. W. Yang, F. Yang, F. F. Yang, H. W. Yang, J. Y. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, S. B. Yao, Y. H. Yao, Z. G. Ye, Y. M. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yu, Y. H. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, L. X. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. B. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Y. F. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhao, B. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zheng, F. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zuo, X.
contents	We report the detection of a $γ$-ray bubble spanning at least 100$\rm deg^2$ in ultra high energy (UHE) up to a few PeV in the direction of the star-forming region Cygnus X, implying the presence Super PeVatron(s) accelerating protons to at least 10 PeV. A log-parabola form with the photon index $Γ(E) = (2.71 \pm 0.02) + (0.11 \pm 0.02) \times \log_{10} (E/10 \ {\rm TeV})$ is found fitting the gamma-ray energy spectrum of the bubble well. UHE sources, `hot spots' correlated with very massive molecular clouds, and a quasi-spherical amorphous $γ$-ray emitter with a sharp central brightening are observed in the bubble. In the core of $\sim 0.5^{\circ}$, spatially associating with a region containing massive OB association (Cygnus OB2) and a microquasar (Cygnus X-3), as well as previously reported multi-TeV sources, an enhanced concentration of UHE $γ$-rays are observed with 2 photons at energies above 1 PeV. The general feature of the bubble, the morphology and the energy spectrum, are reasonably reproduced by the assumption of a particle accelerator in the core, continuously injecting protons into the ambient medium.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2310_10100
institution	arXiv
publishDate	2023
record_format	arxiv
spellingShingle	An Ultrahigh-energy $γ$-ray Bubble Powered by a Super PeVatron The LHAASO Collaboration Cao, Z. Aharonian, F. An, Q. Axikegu Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Cai, J. T. Cao, Q. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, Liang Chen, Lin Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu della Volpe, D. Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, K. Feng, C. F. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, L. Q. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. B. He, Y. Heller, M. Hor, Y. K. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, Q. Hu, S. C. Huang, D. H. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Z. C. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, K. Jiang, . W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kang, M. M. Ke, T. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, H. Y. Li, J. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, W. L. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, S. J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. N. Lu, R. Luo, Q. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mu, H. J. Nan, Y. C. Neronov, A. Ou, Z. W. Pang, B. Y. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, M. Y. Qi, Y. Q. Qiao, B. Q. Qin, J. J. Ruffolo, D. Saiz, A. Semikoz, D. Shao, C. Y. Shao, L. Shchegolev, O. Sheng, X. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tam, P. H. T. Tang, Q. W. Tang, Z. B. Tian, W. W. Wang, C. Wang, C. B. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, H. H. Wang, J. C. Wang, K. Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, P. H. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. J. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zhen Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, S. Wu, X. F. Wu, Y. S. Xi, S. Q. Xia, J. Xia, J. J. Xiang, G. M. Xiao, D. X. Xiao, G. Xin, G. G. Xin, Y. L. Xing, Y. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, J. Z. Yan, T. Yang, C. W. Yang, F. Yang, F. F. Yang, H. W. Yang, J. Y. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, S. B. Yao, Y. H. Yao, Z. G. Ye, Y. M. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yu, Y. H. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, L. X. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. B. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Y. F. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhao, B. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zheng, F. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zuo, X. High Energy Astrophysical Phenomena We report the detection of a $γ$-ray bubble spanning at least 100$\rm deg^2$ in ultra high energy (UHE) up to a few PeV in the direction of the star-forming region Cygnus X, implying the presence Super PeVatron(s) accelerating protons to at least 10 PeV. A log-parabola form with the photon index $Γ(E) = (2.71 \pm 0.02) + (0.11 \pm 0.02) \times \log_{10} (E/10 \ {\rm TeV})$ is found fitting the gamma-ray energy spectrum of the bubble well. UHE sources, `hot spots' correlated with very massive molecular clouds, and a quasi-spherical amorphous $γ$-ray emitter with a sharp central brightening are observed in the bubble. In the core of $\sim 0.5^{\circ}$, spatially associating with a region containing massive OB association (Cygnus OB2) and a microquasar (Cygnus X-3), as well as previously reported multi-TeV sources, an enhanced concentration of UHE $γ$-rays are observed with 2 photons at energies above 1 PeV. The general feature of the bubble, the morphology and the energy spectrum, are reasonably reproduced by the assumption of a particle accelerator in the core, continuously injecting protons into the ambient medium.
title	An Ultrahigh-energy $γ$-ray Bubble Powered by a Super PeVatron
topic	High Energy Astrophysical Phenomena
url	https://arxiv.org/abs/2310.10100