Search for New Cosmic-Ray Acceleration Sites within the 4FGL Catalog Galactic Plane Sources
S. Abdollahi
(1)
,
F. Acero
(2)
,
M. Ackermann
,
L. Baldini
,
J. Ballet
,
G. Barbiellini
,
D. Bastieri
,
R. Bellazzini
,
B. Berenji
,
A. Berretta
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E. Bissaldi
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R.D. Blandford
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R. Bonino
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P. Bruel
(3)
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S. Buson
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R.A. Cameron
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R. Caputo
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P.A. Caraveo
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D. Castro
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G. Chiaro
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N. Cibrario
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S. Ciprini
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J. Coronado-Blázquez
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M. Crnogorcevic
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S. Cutini
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F. d'Ammando
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S. de Gaetano
,
N. Di Lalla
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F. Dirirsa
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L. Di Venere
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A. Domínguez
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S.J. Fegan
(3)
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A. Fiori
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H. Fleischhack
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A. Franckowiak
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Y. Fukazawa
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P. Fusco
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V. Gammaldi
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F. Gargano
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D. Gasparrini
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F. Giacchino
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N. Giglietto
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F. Giordano
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M. Giroletti
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T. Glanzman
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D. Green
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I.A. Grenier
(2)
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M.-H. Grondin
(4)
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S. Guiriec
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A.K. Harding
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(3)
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X. Hou
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T. Kayanoki
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L. Latronico
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M. Lemoine-Goumard
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J. Li
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F. Loparco
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P. Lubrano
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S. Maldera
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D. Malyshev
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A. Manfreda
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G. Martí-Devesa
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M.N. Mazziotta
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I. Mereu
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P.F. Michelson
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N. Mirabal
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M.E. Monzani
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I.V. Moskalenko
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(5)
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N. Omodei
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Z. Pei
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M. Pesce-Rollins
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R. Pillera
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H. Poon
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T.A. Porter
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G. Principe
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S. Rainò
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B. Rani
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M. Razzano
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S. Razzaque
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A. Reimer
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O. Reimer
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T. Reposeur
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L. Scotton
(5)
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C. Sgrò
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G. Spandre
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P. Spinelli
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K. Sueoka
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J.B. Thayer
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D.F. Torres
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E. Troja
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J. Valverde
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Z. Wadiasingh
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K. Wood
,
G. Zaharijas
1
IRAP -
Institut de recherche en astrophysique et planétologie
2 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
3 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
4 LP2I - Bordeaux - Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux
5 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
2 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
3 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
4 LP2I - Bordeaux - Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux
5 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
M. Ackermann
- Fonction : Auteur
L. Baldini
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J. Ballet
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G. Barbiellini
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D. Bastieri
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R. Bellazzini
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B. Berenji
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A. Berretta
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E. Bissaldi
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R.D. Blandford
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S. Buson
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R.A. Cameron
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R. Caputo
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P.A. Caraveo
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D. Castro
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G. Chiaro
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N. Cibrario
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D. Green
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M.-H. Grondin
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S. Guiriec
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M. Gustafsson
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M. Lemoine-Goumard
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J. Li
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A. Manfreda
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E. Orlando
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Z. Pei
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M. Persic
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M. Pesce-Rollins
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K. Wood
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G. Zaharijas
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Résumé
Cosmic rays are mostly composed of protons accelerated to relativistic speeds. When those protons encounter interstellar material, they produce neutral pions, which in turn decay into gamma-rays. This offers a compelling way to identify the acceleration sites of protons. A characteristic hadronic spectrum, with a low-energy break around 200 MeV, was detected in the gamma-ray spectra of four supernova remnants (SNRs), IC 443, W44, W49B, and W51C, with the Fermi Large Area Telescope. This detection provided direct evidence that cosmic-ray protons are (re-)accelerated in SNRs. Here, we present a comprehensive search for low-energy spectral breaks among 311 4FGL catalog sources located within 5° from the Galactic plane. Using 8 yr of data from the Fermi Large Area Telescope between 50 MeV and 1 GeV, we find and present the spectral characteristics of 56 sources with a spectral break confirmed by a thorough study of systematic uncertainty. Our population of sources includes 13 SNRs for which the proton–proton interaction is enhanced by the dense target material; the high-mass gamma-ray binary LS I+61 303; the colliding wind binary η Carinae; and the Cygnus star-forming region. This analysis better constrains the origin of the gamma-ray emission and enlarges our view to potential new cosmic-ray acceleration sites.
Domaines
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