Evidence of cosmic-ray acceleration up to sub-PeV energies in the supernova remnant IC 443
Fuente:
arXiv
Saved in:
| Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Preprint |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1866911491502899200 |
|---|---|
| author | Cao, Zhen Aharonian, F. Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Bian, W. Bukevich, A. V. Cai, C. M. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, G. H. Chen, H. X. Chen, Liang Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, X. B. Chen, X. J. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Chu, M. C. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu Diao, Y. X. Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, J. H. Fang, K. Feng, C. F. Feng, H. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Ge, T. T. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, J. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. Hannuksela, O. A. Hasan, M. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. Y. He, Y. Hernández-Cadena, S. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, S. C. Huang, C. Huang, D. H. Huang, J. J. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Y. Y. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, H. B. Jiang, K. Jiang, X. W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kaci, S. Kang, M. M. Karpikov, I. Khangulyan, D. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cheng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, L. Li, R. L. Li, S. D. Li, T. Y. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, S. J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, D. B. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. R. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. N. Lou, Y. Q. Luo, Q. Luo, Y. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mou, G. B. Mu, H. J. Neronov, A. Ng, K. C. Y. Ni, M. Y. Nie, L. Ou, L. J. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, J. C. Qi, M. Y. Qin, J. J. Raza, A. Ren, C. Y. Ruffolo, D. Sáiz, A. Semikoz, D. Shao, L. Shchegolev, O. Shen, Y. Z. Sheng, X. D. Shi, Z. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, D. X. Sun, H. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tabasam, N. H. Takata, J. Tam, P. H. T. Tan, H. B. Tang, Q. W. Tang, R. Tang, Z. B. Tian, W. W. Tong, C. N. Wan, L. H. Wang, C. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, J. C. Wang, K. Wang, Kai Wang, Kai Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, L. Y. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. J. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Weng, S. S. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, Q. W. 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, Y. L. Xing, Y. Xiong, D. R. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, T. Yang, C. W. Yang, C. Y. Yang, F. F. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, W. X. Yang, Z. H. Yao, Z. G. Ye, X. A. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zeng, X. T. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, B. T. Zhang, C. Zhang, F. Zhang, H. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, W. Y. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhang, Z. P. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zhao, X. H. Zhao, Z. H. Zheng, F. Zhong, W. J. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhou, X. X. Zhu, B. Y. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zou, Y. C. Zuo, X. |
| author_facet | Cao, Zhen Aharonian, F. Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Bian, W. Bukevich, A. V. Cai, C. M. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, G. H. Chen, H. X. Chen, Liang Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, X. B. Chen, X. J. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Chu, M. C. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu Diao, Y. X. Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, J. H. Fang, K. Feng, C. F. Feng, H. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Ge, T. T. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, J. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. Hannuksela, O. A. Hasan, M. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. Y. He, Y. Hernández-Cadena, S. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, S. C. Huang, C. Huang, D. H. Huang, J. J. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Y. Y. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, H. B. Jiang, K. Jiang, X. W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kaci, S. Kang, M. M. Karpikov, I. Khangulyan, D. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cheng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, L. Li, R. L. Li, S. D. Li, T. Y. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, S. J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, D. B. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. R. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. N. Lou, Y. Q. Luo, Q. Luo, Y. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mou, G. B. Mu, H. J. Neronov, A. Ng, K. C. Y. Ni, M. Y. Nie, L. Ou, L. J. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, J. C. Qi, M. Y. Qin, J. J. Raza, A. Ren, C. Y. Ruffolo, D. Sáiz, A. Semikoz, D. Shao, L. Shchegolev, O. Shen, Y. Z. Sheng, X. D. Shi, Z. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, D. X. Sun, H. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tabasam, N. H. Takata, J. Tam, P. H. T. Tan, H. B. Tang, Q. W. Tang, R. Tang, Z. B. Tian, W. W. Tong, C. N. Wan, L. H. Wang, C. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, J. C. Wang, K. Wang, Kai Wang, Kai Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, L. Y. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. J. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Weng, S. S. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, Q. W. 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, Y. L. Xing, Y. Xiong, D. R. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, T. Yang, C. W. Yang, C. Y. Yang, F. F. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, W. X. Yang, Z. H. Yao, Z. G. Ye, X. A. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zeng, X. T. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, B. T. Zhang, C. Zhang, F. Zhang, H. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, W. Y. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhang, Z. P. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zhao, X. H. Zhao, Z. H. Zheng, F. Zhong, W. J. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhou, X. X. Zhu, B. Y. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zou, Y. C. Zuo, X. |
| contents | Supernova remnants (SNRs) have been considered as the primary contributors to cosmic rays (CRs) in our Galaxy. However, the maximum energy of particles that can be accelerated by shocks of SNRs is uncertain, and SNRs' contribution to CRs around PeV energies is unclear. In this study, we present observations of high-energy $γ$-ray emission from the SNR IC 443 using the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO). The morphological analysis reveals a pointlike source whose location and spectrum are consistent with those of the Fermi-LAT-detected compact source with $π^0$-decay signature, and a more extended source that is associated with a newly discovered Fermi source. The spectrum of the point source can be described by a power-law function with an index of $\sim3.0$, extending beyond $\sim 30$ TeV without apparent cutoff. Assuming a hadronic origin of the $γ$-ray emission, the $95\%$ lower limit of accelerated protons reaches about 300 TeV. The extended source might be associated with IC 443, SNR G189.6+3.3 or the putative pulsar wind nebula CXOU J061705.3+222127, and can be explained by either a hadronic or a leptonic model with particles reaching hundreds of TeV. These LHAASO results provide compelling evidence that sub-PeV CRs can be accelerated efficiently by shocks of SNRs. |
| format | Preprint |
| id |
arxiv_https___arxiv_org_abs_2510_26112 |
| institution | arXiv |
| publishDate | 2025 |
| record_format | arxiv |
| spellingShingle | Evidence of cosmic-ray acceleration up to sub-PeV energies in the supernova remnant IC 443 Cao, Zhen Aharonian, F. Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Bian, W. Bukevich, A. V. Cai, C. M. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, G. H. Chen, H. X. Chen, Liang Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, X. B. Chen, X. J. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Chu, M. C. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu Diao, Y. X. Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, J. H. Fang, K. Feng, C. F. Feng, H. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Ge, T. T. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, J. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. Hannuksela, O. A. Hasan, M. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. Y. He, Y. Hernández-Cadena, S. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, S. C. Huang, C. Huang, D. H. Huang, J. J. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Y. Y. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, H. B. Jiang, K. Jiang, X. W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kaci, S. Kang, M. M. Karpikov, I. Khangulyan, D. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cheng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, L. Li, R. L. Li, S. D. Li, T. Y. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, S. J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, D. B. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. R. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. N. Lou, Y. Q. Luo, Q. Luo, Y. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mou, G. B. Mu, H. J. Neronov, A. Ng, K. C. Y. Ni, M. Y. Nie, L. Ou, L. J. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, J. C. Qi, M. Y. Qin, J. J. Raza, A. Ren, C. Y. Ruffolo, D. Sáiz, A. Semikoz, D. Shao, L. Shchegolev, O. Shen, Y. Z. Sheng, X. D. Shi, Z. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, D. X. Sun, H. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tabasam, N. H. Takata, J. Tam, P. H. T. Tan, H. B. Tang, Q. W. Tang, R. Tang, Z. B. Tian, W. W. Tong, C. N. Wan, L. H. Wang, C. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, J. C. Wang, K. Wang, Kai Wang, Kai Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, L. Y. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. J. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Weng, S. S. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, Q. W. 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, Y. L. Xing, Y. Xiong, D. R. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, T. Yang, C. W. Yang, C. Y. Yang, F. F. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, W. X. Yang, Z. H. Yao, Z. G. Ye, X. A. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zeng, X. T. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, B. T. Zhang, C. Zhang, F. Zhang, H. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, W. Y. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhang, Z. P. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zhao, X. H. Zhao, Z. H. Zheng, F. Zhong, W. J. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhou, X. X. Zhu, B. Y. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zou, Y. C. Zuo, X. High Energy Astrophysical Phenomena Supernova remnants (SNRs) have been considered as the primary contributors to cosmic rays (CRs) in our Galaxy. However, the maximum energy of particles that can be accelerated by shocks of SNRs is uncertain, and SNRs' contribution to CRs around PeV energies is unclear. In this study, we present observations of high-energy $γ$-ray emission from the SNR IC 443 using the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO). The morphological analysis reveals a pointlike source whose location and spectrum are consistent with those of the Fermi-LAT-detected compact source with $π^0$-decay signature, and a more extended source that is associated with a newly discovered Fermi source. The spectrum of the point source can be described by a power-law function with an index of $\sim3.0$, extending beyond $\sim 30$ TeV without apparent cutoff. Assuming a hadronic origin of the $γ$-ray emission, the $95\%$ lower limit of accelerated protons reaches about 300 TeV. The extended source might be associated with IC 443, SNR G189.6+3.3 or the putative pulsar wind nebula CXOU J061705.3+222127, and can be explained by either a hadronic or a leptonic model with particles reaching hundreds of TeV. These LHAASO results provide compelling evidence that sub-PeV CRs can be accelerated efficiently by shocks of SNRs. |
| title | Evidence of cosmic-ray acceleration up to sub-PeV energies in the supernova remnant IC 443 |
| topic | High Energy Astrophysical Phenomena |
| url | https://arxiv.org/abs/2510.26112 |