Gamma-ray observations of MAXI J1820+070 during the 2018 outburst
2 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
3 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
4 LUTH (UMR_8102) - Laboratoire Univers et Théories
5 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
8 LP2I - Bordeaux - Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux
9 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
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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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