A detailed study of the very-high-energy Crab pulsar emission with the LST-1 - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2024

A detailed study of the very-high-energy Crab pulsar emission with the LST-1

K Abe , S Abe , A Abhishek , F Acero (1) , A Aguasca-Cabot , I Agudo , N. Alvarez Crespo , L.A Antonelli , C Aramo , A Arbet-Engels , C Arcaro , M Artero , K Asano , P Aubert (2) , A Baktash , A Bamba , A. Baquero Larriva , L Baroncelli , U. Barres de Almeida , J.A Barrio , I Batkovic , J Baxter , J. Becerra González , E Bernardini , J. Bernete Medrano , A Berti , P Bhattacharjee (2) , C Bigongiari , E Bissaldi , O Blanch , G Bonnoli , P Bordas , G Brunelli , A Bulgarelli , I Burelli , L Burmistrov , M Buscemi , M Cardillo , S Caroff (2) , A Carosi , M.S Carrasco (3) , F Cassol (3) , N Castrejón , D Cauz , D Cerasole , G Ceribella , Y Chai , K Cheng , A Chiavassa , M Chikawa , G Chon , L Chytka , G.M Cicciari (4) , A Cifuentes , J.L Contreras , J Cortina , H Costantini (3) , P da Vela , M Dalchenko , F Dazzi , A de Angelis , M de Bony de Lavergne (5) , B de Lotto , R de Menezes , L del Peral , C Delgado , J. Delgado Mengual , D Della Volpe , M Dellaiera (2) , A Di Piano , F Di Pierro , R Di Tria , L Di Venere , C Díaz , R.M Dominik , D Dominis Prester , A Donini , D Dorner , M Doro , L Eisenberger , D Elsässer , G Emery (3) , J Escudero , V Fallah Ramazani , F Ferrarotto , A Fiasson (2) , L Foffano , L. Freixas Coromina , S Fröse , Y Fukazawa , R. Garcia López , C Gasbarra , D Gasparrini , L Gavira , D Geyer , J. Giesbrecht Paiva , N Giglietto , F Giordano , P Gliwny , N Godinovic , R Grau , D Green , J Green , S Gunji , P Günther , J Hackfeld , D Hadasch , A Hahn , T Hassan , K Hayashi , L Heckmann , M Heller , J. Herrera Llorente , K Hirotani , D Hoffmann (3) , D Horns , J Houles (3) , M Hrabovsky , D Hrupec , D Hui , M Iarlori , R Imazawa , T Inada , Y Inome , K Ioka , M Iori , I. Jimenez Martinez , J. Jiménez Quiles , J Jurysek , M Kagaya , V Karas , H Katagiri , J Kataoka , D Kerszberg , Y Kobayashi , K Kohri , A Kong , H Kubo , J Kushida , M Lainez , G Lamanna (2) , A Lamastra , L Lemoigne (2) , M Linhoff , F Longo , R López-Coto , M López-Moya , A López-Oramas , S Loporchio , A Lorini , J Lozano Bahilo , P.L Luque-Escamilla , P Majumdar , M Makariev , M Mallamaci (4) , D Mandat , M Manganaro , G Manicò , K Mannheim , S Marchesi , M Mariotti , P Marquez , G Marsella , J Martí , O Martinez , G Martínez , M Martínez , A Mas-Aguilar , G Maurin (2) , D Mazin , E. Mestre Guillen , S Micanovic , D Miceli , T Miener , J.M Miranda , R Mirzoyan , T Mizuno , M. Molero Gonzalez , E Molina , T Montaruli , A Moralejo , D Morcuende , A Morselli , V Moya , H Muraishi , S Nagataki , T Nakamori , A Neronov , L Nickel , M Nievas Rosillo , L Nikolic , K Nishijima , K Noda , D Nosek , V Novotny , S Nozaki , M Ohishi , Y Ohtani , T Oka , A Okumura , R Orito , J Otero-Santos , P Ottanelli , E Owen , M Palatiello , D Paneque , F.R Pantaleo , R Paoletti , J.M Paredes , M Pech , M Pecimotika , M Peresano , F Pfeiffle , E Pietropaolo , M Pihet , G Pirola , C Plard (2) , F Podobnik , E Pons (2) , E Prandini , C Priyadarshi , M Prouza , R Rando , W Rhode , M Ribó , C Righi , V Rizi , G. Rodriguez Fernandez , M.D Rodríguez Frías , T Saito , S Sakurai , D.A Sanchez (2) , H Sano , T Šarić , Y Sato , F.G Saturni , V Savchenko , F Schiavone , B Schleicher , F Schmuckermaier , J.L Schubert , F Schussler (5) , T Schweizer , M. Seglar Arroyo , T Siegert , R Silvia , J Sitarek , V Sliusar , J Strišković , M Strzys , Y Suda , H Tajima , H Takahashi , M Takahashi , J Takata , R Takeishi , P.H.T Tam , S.J Tanaka , D Tateishi , T Tavernier , P Temnikov , Y Terada , K Terauchi , T Terzic , M Teshima , M Tluczykont , F Tokanai , D.F Torres , P Travnicek , S Truzzi , A Tutone , M Vacula , P Vallania , J van Scherpenberg , M Vázquez Acosta , G Verna , I Viale , A Vigliano , C.F Vigorito , E Visentin , V Vitale , V Voitsekhovskyi , G Voutsinas , I Vovk , T Vuillaume (2) , R Walter , L Wan , M Will , T Yamamoto , R Yamazaki , P.K.H Yeung , T Yoshida , T Yoshikoshi , W Zhang , N Zywucka
K Abe
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S Abe
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A Abhishek
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A Aguasca-Cabot
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I Agudo
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N. Alvarez Crespo
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L.A Antonelli
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C Aramo
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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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A Baktash
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J van Scherpenberg
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A Vigliano
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C.F Vigorito
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V Voitsekhovskyi
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G Voutsinas
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I Vovk
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R Walter
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L Wan
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M Will
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T Yamamoto
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P.K.H Yeung
  • Fonction : Auteur
T Yoshida
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T Yoshikoshi
  • Fonction : Auteur
W Zhang
  • Fonction : Auteur
N Zywucka
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Résumé

Context: There are currently three pulsars firmly detected by imaging atmospheric Cherenkov telescopes (IACTs), two of them reaching TeV energies, challenging models of very-high-energy (VHE) emission in pulsars. More precise observations are needed to better characterize pulsar emission at these energies. The LST-1 is the prototype of the Large-Sized Telescope, that will be part of the Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO). Its improved performance over previous IACTs makes it well suited for studying pulsars. Aims: To study the Crab pulsar emission with the LST-1, improving and complementing the results from other telescopes. These observations can also be used to characterize the potential of the LST-1 to study other pulsars and detect new ones. Methods: We analyzed a total of $\sim$103 hours of gamma-ray observations of the Crab pulsar conducted with the LST-1 in the period from September 2020 to January 2023. The observations were carried out at zenith angles less than 50 degrees. A new analysis of the Fermi-LAT data was also performed, including $\sim$14 years of observations. Results: The Crab pulsar phaseogram, long-term light-curve, and phase-resolved spectra are reconstructed with the LST-1 from 20 GeV to 450 GeV for P1 and up to 700 GeV for P2. The pulsed emission is detected with a significance of 15.2$\sigma$. The two characteristic emission peaks of the Crab pulsar are clearly detected (>10$\sigma$), as well as the so-called bridge emission (5.7$\sigma$). We find that both peaks are well described by power laws, with spectral indices of $\sim$3.44 and $\sim$3.03 respectively. The joint analysis of Fermi-LAT and LST-1 data shows a good agreement between both instruments in the overlapping energy range. The detailed results obtained in the first observations of the Crab pulsar with LST-1 show the potential that CTAO will have to study this type of sources.

Dates et versions

hal-04642251 , version 1 (09-07-2024)

Identifiants

Citer

K Abe, S Abe, A Abhishek, F Acero, A Aguasca-Cabot, et al.. A detailed study of the very-high-energy Crab pulsar emission with the LST-1. 2024. ⟨hal-04642251⟩
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