HESS J1640-465 - an exceptionally luminous TeV γ-ray supernova remnant
Klochkov, D.; Santangelo, A.; Quirrenbach, A.; Carrigan, S.; Conrad, J.; Farnier, C.; Giavitto, G.; Grondin, M. -H.; Lemoine-Goumard, M.; Reimer, A.; Reimer, O.; Venter, C.; Schlickeiser, R.; Petrucci, P. -O.; Colafrancesco, S.; Giebels, B.; Stawarz, Ł.; Fontaine, G.; Daniel, M. K.; Hervet, O.; Vink, J.; Boisson, C.; Aharonian, F.; Akhperjanian, A. G.; Bernlöhr, K.; Chadwick, P. M.; Degrange, B.; Djannati-Ataï, A.; Dubus, G.; Espigat, P.; Feinstein, F.; Gallant, Y. A.; Glicenstein, J. F.; Heinzelmann, G.; Henri, G.; Hermann, G.; Hinton, J. A.; Hofmann, W.; Horns, D.; Khélifi, B.; Komin, Nu.; Lemière, A.; Lohse, T.; Marcowith, A.; McComb, T. J. L.; de Naurois, M.; Nolan, S. J.; Panter, M.; Pelletier, G.; Pita, S.; Pühlhofer, G.; Punch, M.; Raue, M.; Rob, L.; Rowell, G.; Sahakian, V.; Schwanke, U.; Sol, H.; Steenkamp, R.; Stegmann, C.; Tavernet, J. -P.; Terrier, R.; Tluczykont, M.; Vasileiadis, G.; Vincent, P.; Völk, H. J.; Wagner, S. J.; Ward, M.; Böttcher, M.; Meyer, M.; Lamanna, G.; Bissaldi, E.; Chaves, R. C. G.; Mayer, M.; Schulz, A.; Renaud, M.; Cerruti, M.; Anton, G.; Becherini, Y.; Bolmont, J.; Brucker, J.; Brun, F.; Brun, P.; Bulik, T.; Cheesebrough, A.; Dalton, M.; Davids, I. D.; Deil, C.; Dickinson, H. J.; Domainko, W.; Dyks, J.; Dyrda, M.; Egberts, K.; Eger, P.; Fegan, S.; Fiasson, A.; Förster, A.; Füßling, M.; Hofverberg, P.; Jacholkowska, A.; Jahn, C.; Jung, I.; Katarzyński, K.; Katz, U.; Kaufmann, S.; Kluźniak, W.; Kneiske, T.; Kosack, K.; Lenain, J. -P.; Marandon, V.; Méhault, J.; Moderski, R.; Moulin, E.; Niemiec, J.; Ohm, S.; Ostrowski, M.; Rieger, F.; Rosier-Lees, S.; Rudak, B.; Rulten, C. B.; Schwarzburg, S.; Schwemmer, S.; Sushch, I.; Stinzing, F.; Szostek, A.; van Eldik, C.; Volpe, F.; Zdziarski, A. A.; Zech, A.; Abramowski, A.; Balenderan, S.; Balzer, A.; Barnacka, A.; Becker Tjus, J.; Birsin, E.; Biteau, J.; Bordas, P.; Casanova, S.; Chalme-Calvet, R.; Chrétien, M.; Cologna, G.; Couturier, C.; Cui, Y.; deWilt, P.; Dutson, K.; Edwards, T.; Fernandes, M. V.; Fernandez, D.; Gajdus, M.; Garrigoux, T.; Grudzińska, M.; Häffner, S.; Hahn, J.; Harris, J.; Hillert, A.; Holler, M.; Jamrozy, M.; Janiak, M.; Jankowsky, F.; Kastendieck, M. A.; Kieffer, M.; Klepser, S.; Kolitzus, D.; Krakau, S.; Krayzel, F.; Krüger, P. P.; Laffon, H.; Lefaucheur, J.; Lopatin, A.; Lu, C. -C.; Marx, R.; Maurin, G.; Maxted, N.; Meintjes, P. J.; Menzler, U.; Mohamed, M.; Murach, T.; Oakes, L.; Opitz, B.; Oya, I.; Parsons, R. D.; Pekeur, N. W.; Peyaud, B.; Poon, H.; Raab, S.; Romoli, C.; Sanchez, D. A.; Schüssler, F.; Spengler, G.; Spies, F.; Stycz, K.; Tavernier, T.; Taylor, A. M.; Trichard, C.; Valerius, K.; van Soelen, B.; Viana, A.; Vorster, M.; Vuillaume, T.; Wagner, P.; Weidinger, M.; Weitzel, Q.; White, R.; Wierzcholska, A.; Willmann, P.; Wörnlein, A.; Wouters, D.; Zabalza, V.; Zacharias, M.; Zechlin, H. -S.; Lennarz, D.; Naumann, C. L.; Zajczyk, A.; Drury, L. O'C.; Perez, J.; Angüner, E.; Benkhali, F. Ait; Wilhelmi, E. de Oña; Arribas, M. Paz; Reyes, R. de los
Germany, Ireland, Armenia, United Kingdom, Poland, Sweden, Austria, France, South Africa, Namibia, Australia, Czech Republic, Netherlands
Abstract
The results of follow-up observations of the TeV γ-ray source HESS J1640-465 from 2004 to 2011 with the High Energy Stereoscopic System (HESS) are reported in this work. The spectrum is well described by an exponential cut-off power law with photon index Γ = 2.11 ± 0.09stat ± 0.10sys, and a cut-off energy of E_c = 6.0^{+2.0}_{-1.2} TeV. The TeV emission is significantly extended and overlaps with the northwestern part of the shell of the SNR G338.3-0.0. The new HESS results, a re-analysis of archival XMM-Newton data and multiwavelength observations suggest that a significant part of the γ-ray emission from HESS J1640-465 originates in the supernova remnant shell. In a hadronic scenario, as suggested by the smooth connection of the GeV and TeV spectra, the product of total proton energy and mean target density could be as high as WpnH ∼ 4 × 1052(d/10kpc)2 erg cm-3.