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Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2022

Gamma-ray observations of MAXI J1820+070 during the 2018 outburst

H. Abe , S. Abe , V.A. Acciari , T. Aniello , S. Ansoldi , L.A. Antonelli , A. Arbet Engels , C. Arcaro , M. Artero , K. Asano , D. Baack , A. Babić , A. Baquero , U. Barres de Almeida , J.A. Barrio , I. Batković , J. Baxter , J. Becerra González , W. Bednarek , E. Bernardini , M. Bernardos , A. Berti , J. Besenrieder , W. Bhattacharyya , C. Bigongiari , A. Biland , O. Blanch , G. Bonnoli , Ž. Bošnjak , I. Burelli , G. Busetto , R. Carosi , M. Carretero-Castrillo , G. Ceribella , Y. Chai , A. Chilingarian , S. Cikota , E. Colombo , J.L. Contreras , J. Cortina , S. Covino , G. d'Amico , V. d'Elia , P. da Vela , F. Dazzi , A. de Angelis , B. de Lotto , A. del Popolo , M. Delfino , J. Delgado , C. Delgado Mendez , D. Depaoli , F. Di Pierro , L. Di Venere , D. Dominis Prester , A. Donini , D. Dorner , M. Doro , D. Elsaesser , G. Emery , V. Fallah Ramazani , L. Fariña , A. Fattorini , L. Font , C. Fruck , S. Fukami , Y. Fukazawa , R.J. García López , M. Garczarczyk , S. Gasparyan , M. Gaug , J.G. Giesbrecht Paiva , N. Giglietto , F. Giordano , P. Gliwny , N. Godinović , R. Grau , D. Green , J.G. Green , D. Hadasch , A. Hahn , T. Hassan , L. Heckmann , J. Herrera , J. Hoang , D. Hrupec , M. Hütten , R. Imazawa , T. Inada , R. Iotov , K. Ishio , I. Jiménez Martínez , J. Jormanainen , D. Kerszberg , Y. Kobayashi , H. Kubo , J. Kushida , A. Lamastra , D. Lelas , F. Leone , E. Lindfors , L. Linhoff , S. Lombardi , F. Longo , R. López-Coto , M. López-Moya , A. López-Oramas , S. Loporchio , A. Lorini , E. Lyard , B. Machado de Oliveira Fraga , P. Majumdar , M. Makariev , G. Maneva , N. Mang , M. Manganaro , S. Mangano , K. Mannheim , M. Mariotti , M. Martínez , A. Mas Aguilar , D. Mazin , S. Menchiari , S. Mender , S. Mićanović , D. Miceli , T. Miener , J.M. Miranda , R. Mirzoyan , E. Molina , H.A. Mondal , A. Moralejo , D. Morcuende , V. Moreno , T. Nakamori , C. Nanci , L. Nava , V. Neustroev , M. Nievas Rosillo , C. Nigro , K. Nilsson , K. Nishijima , T. Njoh Ekoume , K. Noda , S. Nozaki , Y. Ohtani , T. Oka , A. Okumura , J. Otero-Santos , S. Paiano , M. Palatiello , D. Paneque , R. Paoletti , J.M. Paredes , L. Pavletić , M. Persic , M. Pihet , G. Pirola , F. Podobnik , P.G. Prada Moroni , E. Prandini , G. Principe , C. Priyadarshi , I. Puljak , W. Rhode , M. Ribó , J. Rico , C. Righi , A. Rugliancich , N. Sahakyan , T. Saito , S. Sakurai , K. Satalecka , F.G. Saturni , B. Schleicher , K. Schmidt , F. Schmuckermaier , J.L. Schubert , T. Schweizer , J. Sitarek , V. Sliusar , D. Sobczynska , A. Spolon , A. Stamerra , J. Strišković , D. Strom , M. Strzys , Y. Suda , T. Surić , H. Tajima , M. Takahashi , R. Takeishi , F. Tavecchio , P. Temnikov , K. Terauchi , T. Terzić , M. Teshima , L. Tosti , S. Truzzi , A. Tutone , S. Ubach , J. van Scherpenberg , M. Vazquez Acosta , S. Ventura , V. Verguilov , I. Viale , C.F. Vigorito , V. Vitale , I. Vovk , R. Walter , M. Will , C. Wunderlich , T. Yamamoto , D. Zarić , H. Abdalla , F. Aharonian , F. Ait Benkhali , E.O. Angüner (1) , H. Ashkar (2) , M. Backes , V. Baghmanyan , V. Barbosa Martins , R. Batzofin , Y. Becherini (3) , D. Berge , K. Bernlöhr , M. Böttcher , C. Boisson (4) , J. Bolmont (5) , M. de Bony de Lavergne (6) , F. Bradascio (7) , M. Breuhaus , R. Brose , F. Brun (7) , T. Bulik , T. Bylund , F. Cangemi (5) , S. Caroff (5) , S. Casanova , M. Cerruti (3) , T. Chand , S. Chandra , A. Chen , O.U. Chibueze , G. Cotter , P. Cristofari (4) , J. Damascene Mbarubucyeye , J. Devin (8) , A. Djannati-Ataï (3) , A. Dmytriiev (4) , K. Egberts , J.-P. Ernenwein (1) , A. Fiasson (6) , G. Fichet de Clairfontaine (4) , G. Fontaine (2) , M. Füßling , S. Funk , S. Gabici (3) , S. Ghafourizadeh , G. Giavitto , D. Glawion , J.F. Glicenstein (7) , P. Goswami , G. Grolleron (5) , J.A. Hinton , M. Hörbe , C. Hoischen , T.L. Holch , M. Holler , D. Horns , Zhiqiu Huang , M. Jamrozy , F. Jankowsky , V. Joshi , I. Jung-Richardt , E. Kasai , K. Katarzyński , U. Katz , B. Khélifi (3) , W. Kluźniak , Nu. Komin , K. Kosack (7) , D. Kostunin , R.G. Lang , S. Le Stum (1) , A. Lemière (3) , M. Lemoine-Goumard (8) , J.-P. Lenain (5) , F. Leuschner , T. Lohse , A. Luashvili (4) , I. Lypova , J. Mackey , J. Majumdar , D. Malyshev , D. Malyshev , V. Marandon , P. Marchegiani , G. Martí-Devesa , R. Marx , G. Maurin (6) , M. Meyer , A. Mitchell , R. Moderski , L. Mohrmann , A. Montanari (7) , E. Moulin (7) , J. Muller (2) , T. Murach , K. Nakashima , M. de Naurois (2) , A. Nayerhoda , J. Niemiec , A. Priyana Noel , P. O'Brien , S. Ohm , L. Olivera-Nieto , E. de Ona Wilhelmi , M. Ostrowski , S. Panny , M. Panter , R.D. Parsons , V. Poireau (6) , D.A. Prokhorov , H. Prokoph , G. Pühlhofer , M. Punch (3) , A. Quirrenbach , P. Reichherzer (7) , A. Reimer , O. Reimer , M. Renaud (9) , F. Rieger , G. Rowell , B. Rudak , H. Rueda Ricarte (7) , E. Ruiz-Velasco , V. Sahakian , H. Salzmann , A. Santangelo , M. Sasaki , J. Schäfer , F. Schüssler (7) , H.M. Schutte , U. Schwanke , J.N.S. Shapopi , H. Sol (4) , A. Specovius , S. Spencer , Ł. Stawarz , R. Steenkamp , S. Steinmassl , C. Steppa , I. Sushch , H. Suzuki , T. Takahashi , T. Tanaka , C. Thorpe-Morgan , M. Tluczykont , L. Tomankova , N. Tsuji , Y. Uchiyama , C. van Eldik , B. van Soelen , M. Vecchi , J. Veh , C. Venter , J. Vink , S.J. Wagner , R. White , A. Wierzcholska , Yu Wun Wong , A. Yusafzai , M. Zacharias (4) , R. Zanin , D. Zargaryan , A.A. Zdziarski , A. Zech (4) , S.J. Zhu , S. Zouari (3) , N. Żywucka , A. Acharyya , C.B. Adams , P. Batista , W. Benbow , M. Capasso , J.L. Christiansen , A.J. Chromey , M. Errando , A. Falcone , Q. Feng , J.P. Finley , G.M. Foote , L. Fortson , A. Furniss , A. Gent , W.F. Hanlon , O. Hervet , J. Holder , B. Hona , T.B. Humensky , W. Jin , P. Kaaret , M. Kertzman , M. Kherlakian , T.K. Kleiner , S. Kumar , M.J. Lang , M. Lundy , G. Maier , C.E. Mcgrath , J. Millis , P. Moriarty , R. Mukherjee , S. O'Brien , R.A. Ong , N. Park , S.R. Patel , K. Pfrang , M. Pohl , E. Pueschel , J. Quinn , K. Ragan , P.T. Reynolds , D. Ribeiro , E. Roache , J.L. Ryan , I. Sadeh , L. Saha , M. Santander , G.H. Sembroski , R. Shang , M. Splettstoesser , D. Tak , J.V. Tucci , A. Weinstein , D.A. Williams , T.J. Williamson , V. Bosch-Ramon , C. Celma , M. Linares , D.M. Russell , G. Sala
H. Abe
  • Fonction : Auteur
S. Abe
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V.A. Acciari
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T. Aniello
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S. Ansoldi
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L.A. Antonelli
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A. Arbet Engels
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C. Arcaro
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M. Artero
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K. Asano
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D. Baack
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A. Babić
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A. Baquero
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U. Barres de Almeida
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J.A. Barrio
  • Fonction : Auteur
I. Batković
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J. Baxter
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J. Becerra González
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W. Bednarek
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E. Bernardini
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M. Bernardos
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A. Berti
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J. Besenrieder
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W. Bhattacharyya
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C. Bigongiari
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A. Biland
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O. Blanch
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G. Bonnoli
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Ž. Bošnjak
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I. Burelli
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G. Busetto
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R. Carosi
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M. Carretero-Castrillo
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G. Ceribella
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Y. Chai
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A. Chilingarian
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S. Cikota
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E. Colombo
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J.L. Contreras
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J. Cortina
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S. Covino
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G. d'Amico
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V. d'Elia
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P. da Vela
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F. Dazzi
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A. de Angelis
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B. de Lotto
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A. del Popolo
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M. Delfino
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J. Delgado
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C. Delgado Mendez
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D. Depaoli
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F. Di Pierro
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L. Di Venere
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D. Dominis Prester
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A. Donini
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D. Dorner
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M. Doro
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D. Elsaesser
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G. Emery
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V. Fallah Ramazani
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L. Fariña
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A. Fattorini
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L. Font
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C. Fruck
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S. Fukami
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Y. Fukazawa
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R.J. García López
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M. Garczarczyk
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S. Gasparyan
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M. Gaug
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J.G. Giesbrecht Paiva
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N. Giglietto
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F. Giordano
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P. Gliwny
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N. Godinović
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R. Grau
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D. Green
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J.G. Green
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D. Hadasch
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A. Hahn
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T. Hassan
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L. Heckmann
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J. Herrera
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J. Hoang
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D. Hrupec
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M. Hütten
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R. Imazawa
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T. Inada
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R. Iotov
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K. Ishio
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I. Jiménez Martínez
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J. Jormanainen
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D. Kerszberg
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Y. Kobayashi
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H. Kubo
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J. Kushida
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A. Lamastra
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D. Lelas
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F. Leone
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E. Lindfors
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L. Linhoff
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S. Lombardi
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F. Longo
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R. López-Coto
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M. López-Moya
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A. López-Oramas
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S. Loporchio
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A. Lorini
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E. Lyard
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B. Machado de Oliveira Fraga
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P. Majumdar
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M. Makariev
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G. Maneva
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N. Mang
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M. Manganaro
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S. Mangano
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K. Mannheim
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M. Mariotti
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M. Martínez
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A. Mas Aguilar
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D. Mazin
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S. Menchiari
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S. Mender
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S. Mićanović
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D. Miceli
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T. Miener
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J.M. Miranda
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R. Mirzoyan
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E. Molina
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H.A. Mondal
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A. Moralejo
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D. Morcuende
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V. Moreno
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T. Nakamori
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C. Nanci
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L. Nava
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V. Neustroev
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M. Nievas Rosillo
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C. Nigro
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K. Nilsson
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K. Nishijima
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T. Njoh Ekoume
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K. Noda
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S. Nozaki
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Y. Ohtani
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T. Oka
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A. Okumura
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J. Otero-Santos
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S. Paiano
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M. Palatiello
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D. Paneque
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R. Paoletti
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J.M. Paredes
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L. Pavletić
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M. Persic
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M. Pihet
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G. Pirola
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F. Podobnik
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P.G. Prada Moroni
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E. Prandini
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G. Principe
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C. Priyadarshi
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I. Puljak
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W. Rhode
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M. Ribó
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J. Rico
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C. Righi
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A. Rugliancich
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N. Sahakyan
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T. Saito
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S. Sakurai
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K. Satalecka
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F.G. Saturni
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B. Schleicher
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K. Schmidt
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F. Schmuckermaier
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J.L. Schubert
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T. Schweizer
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J. Sitarek
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V. Sliusar
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D. Sobczynska
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A. Spolon
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A. Stamerra
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J. Strišković
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D. Strom
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M. Strzys
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Y. Suda
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T. Surić
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H. Tajima
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M. Takahashi
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R. Takeishi
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F. Tavecchio
  • Fonction : Auteur
P. Temnikov
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K. Terauchi
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T. Terzić
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M. Teshima
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L. Tosti
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S. Truzzi
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A. Tutone
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S. Ubach
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J. van Scherpenberg
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M. Vazquez Acosta
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S. Ventura
  • Fonction : Auteur
V. Verguilov
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I. Viale
  • Fonction : Auteur
C.F. Vigorito
  • Fonction : Auteur
V. Vitale
  • Fonction : Auteur
I. Vovk
  • Fonction : Auteur
R. Walter
  • Fonction : Auteur
M. Will
  • Fonction : Auteur
C. Wunderlich
  • Fonction : Auteur
T. Yamamoto
  • Fonction : Auteur
D. Zarić
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H. Abdalla
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F. Aharonian
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F. Ait Benkhali
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M. Backes
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V. Baghmanyan
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V. Barbosa Martins
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R. Batzofin
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Y. Becherini
D. Berge
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K. Bernlöhr
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M. Böttcher
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M. Breuhaus
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R. Brose
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T. Bulik
  • Fonction : Auteur
T. Bylund
  • Fonction : Auteur
S. Casanova
  • Fonction : Auteur
T. Chand
  • Fonction : Auteur
S. Chandra
  • Fonction : Auteur
A. Chen
  • Fonction : Auteur
O.U. Chibueze
  • Fonction : Auteur
G. Cotter
  • Fonction : Auteur
J. Damascene Mbarubucyeye
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K. Egberts
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M. Füßling
  • Fonction : Auteur
S. Funk
  • Fonction : Auteur
S. Ghafourizadeh
  • Fonction : Auteur
G. Giavitto
  • Fonction : Auteur
D. Glawion
  • Fonction : Auteur
P. Goswami
  • Fonction : Auteur
J.A. Hinton
  • Fonction : Auteur
M. Hörbe
  • Fonction : Auteur
C. Hoischen
  • Fonction : Auteur
T.L. Holch
  • Fonction : Auteur
M. Holler
  • Fonction : Auteur
D. Horns
  • Fonction : Auteur
Zhiqiu Huang
  • Fonction : Auteur
M. Jamrozy
  • Fonction : Auteur
F. Jankowsky
  • Fonction : Auteur
V. Joshi
  • Fonction : Auteur
I. Jung-Richardt
  • Fonction : Auteur
E. Kasai
  • Fonction : Auteur
K. Katarzyński
  • Fonction : Auteur
U. Katz
  • Fonction : Auteur
W. Kluźniak
  • Fonction : Auteur
Nu. Komin
  • Fonction : Auteur
D. Kostunin
  • Fonction : Auteur
R.G. Lang
  • Fonction : Auteur
F. Leuschner
  • Fonction : Auteur
T. Lohse
  • Fonction : Auteur
I. Lypova
  • Fonction : Auteur
J. Mackey
  • Fonction : Auteur
J. Majumdar
  • Fonction : Auteur
D. Malyshev
  • Fonction : Auteur
D. Malyshev
  • Fonction : Auteur
V. Marandon
  • Fonction : Auteur
P. Marchegiani
  • Fonction : Auteur
G. Martí-Devesa
  • Fonction : Auteur
R. Marx
  • Fonction : Auteur
M. Meyer
  • Fonction : Auteur
A. Mitchell
  • Fonction : Auteur
R. Moderski
  • Fonction : Auteur
L. Mohrmann
  • Fonction : Auteur
T. Murach
  • Fonction : Auteur
K. Nakashima
  • Fonction : Auteur
A. Nayerhoda
  • Fonction : Auteur
J. Niemiec
  • Fonction : Auteur
A. Priyana Noel
  • Fonction : Auteur
P. O'Brien
  • Fonction : Auteur
S. Ohm
  • Fonction : Auteur
L. Olivera-Nieto
  • Fonction : Auteur
E. de Ona Wilhelmi
  • Fonction : Auteur
M. Ostrowski
  • Fonction : Auteur
S. Panny
  • Fonction : Auteur
M. Panter
  • Fonction : Auteur
R.D. Parsons
  • Fonction : Auteur
D.A. Prokhorov
  • Fonction : Auteur
H. Prokoph
  • Fonction : Auteur
G. Pühlhofer
  • Fonction : Auteur
A. Quirrenbach
  • Fonction : Auteur
A. Reimer
  • Fonction : Auteur
O. Reimer
  • Fonction : Auteur
F. Rieger
  • Fonction : Auteur
G. Rowell
  • Fonction : Auteur
B. Rudak
  • Fonction : Auteur
E. Ruiz-Velasco
  • Fonction : Auteur
V. Sahakian
  • Fonction : Auteur
H. Salzmann
  • Fonction : Auteur
A. Santangelo
  • Fonction : Auteur
M. Sasaki
  • Fonction : Auteur
J. Schäfer
  • Fonction : Auteur
H.M. Schutte
  • Fonction : Auteur
U. Schwanke
  • Fonction : Auteur
J.N.S. Shapopi
  • Fonction : Auteur
A. Specovius
  • Fonction : Auteur
S. Spencer
  • Fonction : Auteur
Ł. Stawarz
  • Fonction : Auteur
R. Steenkamp
  • Fonction : Auteur
S. Steinmassl
  • Fonction : Auteur
C. Steppa
  • Fonction : Auteur
I. Sushch
  • Fonction : Auteur
H. Suzuki
  • Fonction : Auteur
T. Takahashi
  • Fonction : Auteur
T. Tanaka
  • Fonction : Auteur
C. Thorpe-Morgan
  • Fonction : Auteur
M. Tluczykont
  • Fonction : Auteur
L. Tomankova
  • Fonction : Auteur
N. Tsuji
  • Fonction : Auteur
Y. Uchiyama
  • Fonction : Auteur
C. van Eldik
  • Fonction : Auteur
B. van Soelen
  • Fonction : Auteur
M. Vecchi
  • Fonction : Auteur
J. Veh
  • Fonction : Auteur
C. Venter
  • Fonction : Auteur
J. Vink
  • Fonction : Auteur
S.J. Wagner
  • Fonction : Auteur
R. White
  • Fonction : Auteur
A. Wierzcholska
  • Fonction : Auteur
Yu Wun Wong
  • Fonction : Auteur
A. Yusafzai
  • Fonction : Auteur
R. Zanin
  • Fonction : Auteur
D. Zargaryan
  • Fonction : Auteur
A.A. Zdziarski
  • Fonction : Auteur
S.J. Zhu
  • Fonction : Auteur
N. Żywucka
  • Fonction : Auteur
A. Acharyya
  • Fonction : Auteur
C.B. Adams
  • Fonction : Auteur
P. Batista
  • Fonction : Auteur
W. Benbow
  • Fonction : Auteur
M. Capasso
  • Fonction : Auteur
J.L. Christiansen
  • Fonction : Auteur
A.J. Chromey
  • Fonction : Auteur
M. Errando
  • Fonction : Auteur
A. Falcone
  • Fonction : Auteur
Q. Feng
  • Fonction : Auteur
J.P. Finley
  • Fonction : Auteur
G.M. Foote
  • Fonction : Auteur
L. Fortson
  • Fonction : Auteur
A. Furniss
  • Fonction : Auteur
A. Gent
  • Fonction : Auteur
W.F. Hanlon
  • Fonction : Auteur
O. Hervet
  • Fonction : Auteur
J. Holder
  • Fonction : Auteur
B. Hona
  • Fonction : Auteur
T.B. Humensky
  • Fonction : Auteur
W. Jin
  • Fonction : Auteur
P. Kaaret
  • Fonction : Auteur
M. Kertzman
  • Fonction : Auteur
M. Kherlakian
  • Fonction : Auteur
T.K. Kleiner
  • Fonction : Auteur
S. Kumar
  • Fonction : Auteur
M.J. Lang
  • Fonction : Auteur
M. Lundy
  • Fonction : Auteur
G. Maier
  • Fonction : Auteur
C.E. Mcgrath
  • Fonction : Auteur
J. Millis
  • Fonction : Auteur
P. Moriarty
  • Fonction : Auteur
R. Mukherjee
  • Fonction : Auteur
S. O'Brien
  • Fonction : Auteur
R.A. Ong
  • Fonction : Auteur
N. Park
  • Fonction : Auteur
S.R. Patel
  • Fonction : Auteur
K. Pfrang
  • Fonction : Auteur
M. Pohl
  • Fonction : Auteur
E. Pueschel
  • Fonction : Auteur
J. Quinn
  • Fonction : Auteur
K. Ragan
  • Fonction : Auteur
P.T. Reynolds
  • Fonction : Auteur
D. Ribeiro
  • Fonction : Auteur
E. Roache
  • Fonction : Auteur
J.L. Ryan
  • Fonction : Auteur
I. Sadeh
  • Fonction : Auteur
L. Saha
  • Fonction : Auteur
M. Santander
  • Fonction : Auteur
G.H. Sembroski
  • Fonction : Auteur
R. Shang
  • Fonction : Auteur
M. Splettstoesser
  • Fonction : Auteur
D. Tak
  • Fonction : Auteur
J.V. Tucci
  • Fonction : Auteur
A. Weinstein
  • Fonction : Auteur
D.A. Williams
  • Fonction : Auteur
T.J. Williamson
  • Fonction : Auteur
V. Bosch-Ramon
  • Fonction : Auteur
C. Celma
  • Fonction : Auteur
M. Linares
  • Fonction : Auteur
D.M. Russell
  • Fonction : Auteur
G. Sala
  • Fonction : Auteur

Résumé

MAXI J1820+070 is a low-mass X-ray binary with a black hole as a compact object. This binary underwent an exceptionally bright X-ray outburst from March to October 2018, showing evidence of a non-thermal particle population through its radio emission during this whole period. The combined results of 59.5 hours of observations of the MAXI J1820+070 outburst with the H.E.S.S., MAGIC and VERITAS experiments at energies above 200 GeV are presented, together with Fermi-LAT data between 0.1 and 500 GeV, and multiwavelength observations from radio to X-rays. Gamma-ray emission is not detected from MAXI J1820+070, but the obtained upper limits and the multiwavelength data allow us to put meaningful constraints on the source properties under reasonable assumptions regarding the non-thermal particle population and the jet synchrotron spectrum. In particular, it is possible to show that, if a high-energy gamma-ray emitting region is present during the hard state of the source, its predicted flux should be at most a factor of 20 below the obtained Fermi-LAT upper limits, and closer to them for magnetic fields significantly below equipartition. During the state transitions, under the plausible assumption that electrons are accelerated up to ~ 500 GeV, the multiwavelength data and the gamma-ray upper limits lead consistently to the conclusion that a potential high-energy and very-high-energy gamma-ray emitting region should be located at a distance from the black hole ranging between 10^11 and 10^13 cm. Similar outbursts from low-mass X-ray binaries might be detectable in the near future with upcoming instruments such as CTA.
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Dates et versions

hal-03831723 , version 1 (12-04-2023)

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Citer

H. Abe, S. Abe, V.A. Acciari, T. Aniello, S. Ansoldi, et al.. Gamma-ray observations of MAXI J1820+070 during the 2018 outburst. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022, 517 (4), pp.4736-4751. ⟨10.1093/mnras/stac2686⟩. ⟨hal-03831723⟩
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