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Probing the IGMF with the Next Generation of Cherenkov Telescopes
Intergalactic space is believed to contain nonzero magnetic fields (the Intergalactic Magnetic Field: IGMF), which at scales of megaparsecs would have intensities below 10-9 G. Very high energy (VHE > 100 GeV) gamma-rays coming from blazars can produce e+e- pairs when interacting with the extragalactic background light (EBL) and the cosmic microwave background, generating an electromagnetic cascade of megaparsec scale. The IGMF may produce a detectable broadening of the emission beam that could lead to important constrains both on the IGMF intensity and its coherence length. Using the Monte Carlo-based Elmag code, we simulate the electromagnetic cascade corresponding to two detected TeV sources: PKS 2155-304 visible from the south and H1426+428 visible from the north. Assuming an EBL model and intrinsic spectral properties of the sources, we obtain the spectral and angular distribution of photons when they arrive at Earth. We include the response of the next generation Cherenkov telescopes by using simplified models for Cherenkov Telescope Array (CTA)-south and CTA-north based on a full simulation of each array performance. Combining the instrument properties with the simulated source fluxes, we calculate the telescope point-spread function for null and non-null IGMF intensities and develop a method to test the statistical feasibility of detecting IGMF imprints by comparing the resulting angular distributions. Our results show that for the analyzed source PKS 2155-304 corresponding to the southern site, CTA should be able to detect IGMF with intensities stronger than 10-14.5 G within an observation time of ∼100 hr.Fil: Fernandez Alonso, Mateo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin
Design of a 7m Davies-Cotton Cherenkov telescope mount for the high energy section of the Cherenkov Telescope Array
The Cherenkov Telescope Array is the next generation ground-based observatory for the study of very-high-energy gamma-rays. It will provide an order of magnitude more sensitivity and greater angular resolution than present systems as well as an increased energy range (20 GeV to 300 TeV). For the high energy portion of this range, a relatively large area has to be covered by the array. For this, the construction of ~7 m diameter Cherenkov telescopes is an option under study. We have proposed an innovative design of a Davies-Cotton mount for such a telescope, within Cherenkov Telescope Array specifications, and evaluated its mechanical and optical performance. The mount is a reticulated-type structure with steel tubes and tensioned wires, designed in three main parts to be assembled on site. In this work we show the structural characteristics of the mount and the optical aberrations at the focal plane for three options of mirror facet size caused by mount deformations due to wind and gravity.Facultad de Ingenierí
Testing effects of Lorentz invariance violation in the propagation of astroparticles with the Pierre Auger Observatory
Lorentz invariance violation (LIV) is often described by dispersion relations of the form E i2 = m i2+p i2+δi,n E 2+n with delta different based on particle type i, with energy E, momentum p and rest mass m. Kinematics and energy thresholds of interactions are modified once the LIV terms become comparable to the squared masses of the particles involved. Thus, the strongest constraints on the LIV coefficients δi,n tend to come from the highest energies. At sufficiently high energies, photons produced by cosmic ray interactions as they propagate through the Universe could be subluminal and unattenuated over cosmological distances. Cosmic ray interactions can also be modified and lead to detectable fingerprints in the energy spectrum and mass composition observed on Earth. The data collected at the Pierre Auger Observatory are therefore possibly sensitive to both the electromagnetic and hadronic sectors of LIV. In this article, we explore these two sectors by comparing the energy spectrum and the composition of cosmic rays and the upper limits on the photon flux from the Pierre Auger Observatory with simulations including LIV. Constraints on LIV parameters depend strongly on the mass composition of cosmic rays at the highest energies. For the electromagnetic sector, while no constraints can be obtained in the absence of protons beyond 1019 eV, we obtain δγ,0 > -10-21, δγ,1 > -10-40 eV-1 and δγ,2 > -10-58 eV-2 in the case of a subdominant proton component up to 1020 eV. For the hadronic sector, we study the best description of the data as a function of LIV coefficients and we derive constraints in the hadronic sector such as δhad,0 < 10-19, δhad,1 < 10-38 eV-1 and δhad,2 < 10-57 eV-2 at 5σ CL.Fil: The Pierre Auger Collaboration. The Pierre Auger Observatory; Estados UnidosFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Scornavacche, Marina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; Argentina. Karlsruher Institut für Technologie; AlemaniaFil: Perlin, Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; Argentina. Karlsruher Institut für Technologie; AlemaniaFil: González, Nicolás Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; Argentina. Université Libre de Bruxelles; BélgicaFil: Botti, Ana Martina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Gollan Scilipotti, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Figueira, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Gesualdi, Flavia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; Argentina. Karlsruher Institut für Technologie; AlemaniaFil: Cobos Cerutti, Agustin Cleto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Kizakke Covilakam, Varada Varma. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; Argentina. Karlsruher Institut für Technologie; AlemaniaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Bonifazi, Carla Brenda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; ArgentinaFil: Binet, Maria Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
New GTC spectroscopic data and a statistical study to better constrain the redshift of the BL Lac RGB J2243 + 203
We present new spectroscopic data of the BL Lac RGB 2243 + 203, and its surroundings, obtained with the OSIRIS Multi Object Spectrograph (MOS) mounted in the Gran Telescopio Canarias (GTC). The spectra of neither the BL Lac nor its host galaxy show any spectral feature, thus hindering direct determination of its redshift. The spectroscopic redshift distribution of objects in the MOS field of view shows four galaxies with redshift between 0.5258 and 0.5288. We make use of a statistical analysis to test the possibility that the targeted BL Lac may be a member of that group. By using the spectroscopic redshifts obtained with our GTC observations, we found that this probability is between 86 and 93 per cent.Fil: Rosa González, D. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Muriel, Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Mayya, Y. D.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Aretxaga, I.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Becerra González, J.. Instituto de Astrofisica de Canarias; EspañaFil: Carramiñana, Alberto. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Méndez-Abreu, J.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Vega, O. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Terlevich, E-. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Coutiño de León, S.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Furniss, A.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Longinotti, A. L.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Terlevich, R. J.. Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica; MéxicoFil: Pichel, Ana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Donzelli, Carlos Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; Argentin
Sites for gamma-ray astronomy in Argentina
We have searched for possible sites in Argentina for the installation of large air Cherenkov telescope arrays and water Cherenkov systems. At present seven candidates are identified at altitudes from 2500 to 4500 m. The highest sites are located at the NW of the country, in La Puna. Sites at 2500 and 3100 m are located in the West at El Leoncito Observatory, with excellent infrastructure. A description of these candidate sites is presented with emphasis on infrastructure and climatology.Fil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Romero, Gustavo Esteban. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; ArgentinaFil: Allekotte, Ingomar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Colombo, E.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Etchegoyen, A.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Garcia, B.. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Garcia Lambas, Diego Rodolfo. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Levato, Orlando Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Complejo Astronómico "El Leoncito". Universidad Nacional de Córdoba. Complejo Astronómico "El Leoncito". Universidad Nacional de la Plata. Complejo Astronómico "El Leoncito". Universidad Nacional de San Juan. Complejo Astronómico "El Leoncito"; ArgentinaFil: Medina, M. C.. Centre National de la Recherche Scientifique. Observatoire de Paris; FranciaFil: Muriel, Hernan. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Recabarren, Pablo Genaro Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomía Teórica y Experimental; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; Argentin
The 2009 multiwavelength campaign on Mrk 421: Variability and correlation studies
Aims: We perform an extensive characterization of the broadband emission of Mrk 421, as well as its temporal evolution, during the non-flaring (low) state. The high brightness and nearby location (z = 0.031) of Mrk 421 make it an excellent laboratory to study blazar emission. The goal is to learn about the physical processes responsible for the typical emission of Mrk 421, which might also be extended to other blazars that are located farther away and hence are more difficult to study. Methods: We performed a 4.5-month multi-instrument campaign on Mrk 421 between January 2009 and June 2009, which included VLBA, F-GAMMA, GASP-WEBT, Swift, RXTE, Fermi-LAT, MAGIC, and Whipple, among other instruments and collaborations. This extensive radio to very-high-energy (VHE; E> 100 GeV) γ-ray dataset provides excellent temporal and energy coverage, which allows detailed studies of the evolution of the broadband spectral energy distribution. Results: Mrk421 was found in its typical (non-flaring) activity state, with a VHE flux of about half that of the Crab Nebula, yet the light curves show significant variability at all wavelengths, the highest variability being in the X-rays. We determined the power spectral densities (PSD) at most wavelengths and found that all PSDs can be described by power-laws without a break, and with indices consistent with pink/red-noise behavior. We observed a harder-when-brighter behavior in the X-ray spectra and measured a positive correlation between VHE and X-ray fluxes with zero time lag. Such characteristics have been reported many times during flaring activity, but here they are reported for the first time in the non-flaring state. We also observed an overall anti-correlation between optical/UV and X-rays extending over the duration of the campaign. Conclusions: The harder-when-brighter behavior in the X-ray spectra and the measured positive X-ray/VHE correlation during the 2009 multi-wavelength campaign suggests that the physical processes dominating the emission during non-flaring states have similarities with those occurring during flaring activity. In particular, this observation supports leptonic scenarios as being responsible for the emission of Mrk 421 during non-flaring activity. Such a temporally extended X-ray/VHE correlation is not driven by any single flaring event, and hence is difficult to explain within the standard hadronic scenarios. The highest variability is observed in the X-ray band, which, within the one-zone synchrotron self-Compton scenario, indicates that the electron energy distribution is most variable at the highest energies.Fil: Aleksic, J.. IFAE; EspañaFil: Ansoldi, S.. Università di Udine; ItaliaFil: Antonelli, L. A.. INAF National Institute for Astrophysics; ItaliaFil: Antoranz, P.. Università di Siena; ItaliaFil: Babic, A.. University of Rijeka; CroaciaFil: Bangale, P.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Barres de Almeida, U.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Barrio, J. A.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Becerra Gonzalez, J.. Inst. de Astrofísica de Canarias; EspañaFil: Bednarek, W.. University of Lodz; PoloniaFil: Berger, K.. Inst. de Astrofísica de Canarias; EspañaFil: Bernardini, E.. Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY); AlemaniaFil: Bijand, A.. ETH Zurich; SuizaFil: Blanch, O.. IFAE; EspañaFil: Bock, R. K.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Bonnefoy, S.. Universidad Complutense; EspañaFil: Bonnoli, G.. INAF National Institute for Astrophysics; ItaliaFil: Borracci, F.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Bretz, T.. Universität Würzburg,; AlemaniaFil: Carmona, E.. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas; EspañaFil: Carosi, A.. INAF National Institute for Astrophysics; EspañaFil: Carreto Fidalgo, D.. Universität Würzburg; AlemaniaFil: Colin, P.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Colombo, E.. Inst. de Astrofísica de Canarias; EspañaFil: Contreras, J. L.. Universidad Complutense; EspañaFil: Cortina, J.. IFAE; EspañaFil: Covino, S.. INAF National Institute for Astrophysics; ItaliaFil: Pichel, Ana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: The Magic Collaboration.Fil: The Veritas Collaboration
Unprecedented study of the broadband emission of Mrk 421 during flaring activity in March 2010
Context. Because of its proximity, Mrk 421 is one of the best sources on which to study the nature of BL Lac objects. Its proximity allows us to characterize its broadband spectral energy distribution (SED).
Aims. The goal is to better understand the mechanisms responsible for the broadband emission and the temporal evolution of Mrk 421. These mechanisms may also apply to more distant blazars that cannot be studied with the same level of detail.
Methods. A flare occurring in March 2010 was observed for 13 consecutive days (from MJD 55 265 to MJD 55 277) with unprecedented wavelength coverage from radio to very high energy (VHE; E> 100 GeV) γ-rays with MAGIC, VERITAS, Whipple, Fermi-LAT, MAXI, RXTE, Swift, GASP-WEBT, and several optical and radio telescopes. We modeled the day-scale SEDs with one-zone and two-zone synchrotron self-Compton (SSC) models, investigated the physical parameters, and evaluated whether the observed broadband SED variability can be associated with variations in the relativistic particle population.
Results. The activity of Mrk 421 initially was high and then slowly decreased during the 13-day period. The flux variability was remarkable at the X-ray and VHE bands, but it was minor or not significant at the other bands. The variability in optical polarization was also minor. These observations revealed an almost linear correlation between the X-ray flux at the 2–10 keV band and the VHE γ-ray flux above 200 GeV, consistent with the γ-rays being produced by inverse-Compton scattering in the Klein-Nishina regime in the framework of SSC models. The one-zone SSC model can describe the SED of each day for the 13 consecutive days reasonably well, which once more shows the success of this standard theoretical scenario to describe the SEDs of VHE BL Lacs such as Mrk 421. This flaring activity is also very well described by a two-zone SSC model, where one zone is responsible for the quiescent emission, while the other smaller zone, which is spatially separated from the first, contributes to the daily variable emission occurring at X-rays and VHE γ-rays. The second blob is assumed to have a smaller volume and a narrow electron energy distribution with 3 × 104<γ< 6 × 105, where γ is the Lorentz factor of the electrons. Such a two-zone scenario would naturally lead to the correlated variability at the X-ray and VHE bands without variability at the optical/UV band, as well as to shorter timescales for the variability at the X-ray and VHE bands with respect to the variability at the other bands.
Conclusions. Both the one-zone and the two-zone SSC models can describe the daily SEDs via the variation of only four or five model parameters, under the hypothesis that the variability is associated mostly with the underlying particle population. This shows that the particle acceleration and cooling mechanism that produces the radiating particles might be the main mechanism responsible for the broadband SED variations during the flaring episodes in blazars. The two-zone SSC model provides a better agreement with the observed SED at the narrow peaks of the low- and high-energy bumps during the highest activity, although the reported one-zone SSC model could be further improved by varying the parameters related to the emitting region itself (δ, B and R), in addition to the parameters related to the particle population.Fil: Aleksic, J.. IFAE; EspañaFil: Ansoldi, S.. Università di Udine; ItaliaFil: Antonelli, L. A.. INAF National Institute for Astrophysics; ItaliaFil: Antoranz, P.. Università di Siena; ItaliaFil: Babic, A.. University of Rijeka; CroaciaFil: Bangale, P.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Barres de Almeida, U.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Barrio, J. A.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Becerra Gonzalez, J.. Inst. de Astrofísica de Canarias; EspañaFil: Bednarek, W.. University of Łódź,; PoloniaFil: Bernardini, E.. Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY); AlemaniaFil: Biasuzzi, B.. Università di Udine; ItaliaFil: Biland, A.. ETH Zurich; SuizaFil: Blanch, O.. IFAE; EspañaFil: Boller, A.. ETH Zurich; SuizaFil: Bonnefoy, S.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Bonnoli, G.. INAF National Institute for Astrophysics ; ItaliaFil: Borracci, F.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Bretz, T.. Universität Würzburg ; AlemaniaFil: Carmona, E.. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas ; EspañaFil: Carosi, A.. INAF National Institute for Astrophysics; ItaliaFil: Colin, P.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Colombo, E.. Inst. de Astrofísica de Canarias; EspañaFil: Contreras, J. L.. Universidad Complutense; EspañaFil: Cortina, J.. IFAE; EspañaFil: Covino, S.. INAF National Institute for Astrophysics; ItaliaFil: Da Vela, P.. Università di Siena; ItaliaFil: Dazzi, F.. Max-Planck-Institut für Physik; AlemaniaFil: Pichel, Ana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: The Veritas Collaboration.Fil: The MAGIC Collaboration
Use of water-Cherenkov detectors to detect Gamma-Ray-Bursts at the Large Aperture GRB Observatory (LAGO)
The Large Aperture GRB Observatory (LAGO) project aims at the detection of high energy photons from Gamma Ray Bursts (GRB) using the single particle technique in ground-based water-Cherenkov detectors (WCD). To reach a reasonable sensitivity, high altitude mountain sites have been selected in Mexico (Sierra Negra, 4550 m a.s.l.), Bolivia (Chacaltaya, 5300 m a.s.l.) and Venezuela (Me´ rida, 4765 m
a.s.l.). We report on detector calibration and operation at high altitude, search for bursts in 4 months of preliminary data, as well as search for signal at ground level when satellites report a burst.Fil: Allard, D.. Université Paris Diderot - Paris 7; FranciaFil: Allekotte, Ingomar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Alvarez, C.. Facultad de Ciencias Fısico-Matematicas; MéxicoFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Barros, H.. Universidad Simon Bolivar; VenezuelaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Burgoa, O.. Instituto de Investigaciones Fisicas; BoliviaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Martinez, O.. Facultad de Ciencias Fısico-Matematicas; MéxicoFil: Miranda Loza, P.. Instituto de Investigaciones Fısicas; BoliviaFil: Murrieta, T.. Facultad de Ciencias Fısico-Matematicas; MéxicoFil: Perez, G.. Facultad de Ciencias Fısico-Matematicas; MéxicoFil: Rivera, H.. Instituto de Investigaciones Fısicas; BoliviaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Saavedra, O.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Salazar, H.. Facultad de Ciencias Fısico-Matematicas ; MéxicoFil: Tello, J. C.. Universidad Simon Bolıvar; VenezuelaFil: Ticona Peralda, R.. Instituto de Investigaciones Fısicas; BoliviaFil: Velarde, A.. Instituto de Investigaciones Fısicas; BoliviaFil: Villaseñor, L.. Universidad de Michoacan; MéxicoFil: Areso, Omar Antonio. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Arnaldi, Luis Horacio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Gonzalez, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Gulisano, Adriana Maria. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Martin, R.. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Masías Meza, Jimmy Joel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Sidelnik, Iván Pedro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Alvarez, W.. Universidad de San Carlos; GuatemalaFil: The LAGO Collaboration
Observation of Markarian 421 in TeV gamma rays over a 14-year time span
The variability of the blazar Markarian 421 in TeV gamma rays over a 14-year time period has been explored with the Whipple 10 m telescope. It is shown that the dynamic range of its flux variations is large and similar to that in X-rays. A correlation between the X-ray and TeV energy bands is observed during some bright flares and when the complete data sets are binned on long timescales. The main database consists of 878.4 hours of observation with the Whipple telescope, spread over 783 nights. The peak energy response of the telescope was 400 GeV with 20% uncertainty. This is the largest database of any TeV-emitting active galactic nucleus (AGN) and hence was used to explore the variability profile of Markarian 421. The time-averaged flux from Markarian 421 over this period was 0.4460.008 Crab flux units. The flux exceeded 10 Crab flux units on three separate occasions. For the 2000-2001 season the average flux reached 1.86 Crab units, while in the 1996-1997 season the average flux was only 0.23 Crab units.Fil: Acciari, V. A.. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; Estados UnidosFil: Arlen, T.. University of California; Estados UnidosFil: Aune, T.. University of California; Estados UnidosFil: Benbow, W.. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; Estados UnidosFil: Bird, R.. University College Dublin; IrlandaFil: Bouvier, A.. University of California; Estados UnidosFil: Bradbury, S. M.. University of Leeds; Reino UnidoFil: Buckley, J. H.. University of Washington; Estados UnidosFil: Bugaev, V.. University of Washington; Estados UnidosFil: de la Calle Perez, I.. European Space Astronomy Center; EspañaFil: Carter Lewis, D. A.. University of Iowa; Estados UnidosFil: Cesarini, A.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Ciupik, L.. Adler Planetarium and Astronomy Museum; Estados UnidosFil: Collins Hughes, E.. University College Dublin; IrlandaFil: Connolly, M. P.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Cui, W.. Purdue University; Estados UnidosFil: Duke, C.. Grinnell College; Estados UnidosFil: Dumm, J.. University Of Minnesota; Estados UnidosFil: Falcone, A.. State University Of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Federici, S.. University of Potsdam; AlemaniaFil: Fegan, D. J.. University College Dublin; IrlandaFil: Fegan, S. J.. University College Dublin; IrlandaFil: Finley, J. P.. Purdue University; Estados UnidosFil: Finnegan, G.. University of Utah; Estados UnidosFil: Fortson, L.. University Of Minnesota; Estados UnidosFil: Gaidos, J.. Purdue University; Estados UnidosFil: Galante, N.. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; Estados UnidosFil: Gall, D.. University of Iowa; Estados UnidosFil: Pichel, Ana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: The Veritas Collaboration
Data-driven estimation of the invisible energy of cosmic ray showers with the Pierre Auger Observatory
The determination of the primary energy of extensive air showers using the fluorescence detection technique requires an estimation of the energy carried away by particles that do not deposit all their energy in the atmosphere. This estimation is typically made using Monte Carlo simulations and thus depends on the assumed primary particle mass and on model predictions for neutrino and muon production. In this work we present a new method to obtain the invisible energy from events detected by the Pierre Auger Observatory. The method uses measurements of the muon number at ground level, and it allows us to significantly reduce the systematic uncertainties related to the mass composition and the high energy hadronic interaction models, and consequently to improve the estimation of the energy scale of the Pierre Auger Observatory.Fil: Aab, A.. Radboud Universiteit Nijmegen; Países BajosFil: Abreu, P.. Universidade de Lisboa; PortugalFil: Aglietta, M.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia. Istituto Nazionale di Astrofisica; ItaliaFil: Albuquerque, I. F. M.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Albury, J. M.. University of Adelaide; AustraliaFil: Gobbi, Fabián Jesús. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Itedam - Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza | Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Itedam - Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza | Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Itedam - Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). Grupo de Partículas y Campos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Itedam - Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza | Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Itedam - Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza | Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Itedam - Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Ferreyro, Luciano Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: González, Nicolás Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Sarmiento Cano, Christian Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Tueros, Matias Jorge. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; ArgentinaFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Sanchez, Federico Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area Invest y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Fisica (cab). Centro Integral de Medicina Nuclear y Radioterapia de Bariloche.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area Invest y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Fisica (cab). Centro Integral de Medicina Nuclear y Radioterapia de Bariloche.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Perlin, Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area Invest y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Fisica (cab). Centro Integral de Medicina Nuclear y Radioterapia de Bariloche.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Golup, Geraldina Tamara. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). Grupo de Partículas y Campos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Almela, Daniel Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Lucero, Luis Agustin. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia de Area de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares (cac). Departamento Administracion del Proyecto Laboratorio Haces de Neutrones Ra-10 (cac).; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area de Energia Nuclear. Gerencia de Ingenieria Nuclear (cab). Departamento de Reactores de Investigacion.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vergara Quispe, Indira Dajhana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Bonifazi, Carla Brenda. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
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