The Astrophysical Journal (Jan 2024)
Analysis of the Emission and Morphology of the Pulsar Wind Nebula Candidate HAWC J2031+415
- R. Alfaro,
- C. Alvarez,
- J. C. Arteaga-Velázquez,
- D. Avila Rojas,
- H. A. Ayala Solares,
- R. Babu,
- E. Belmont-Moreno,
- K. S. Caballero-Mora,
- T. Capistrán,
- A. Carramiñana,
- S. Casanova,
- U. Cotti,
- J. Cotzomi,
- S. Coutiño de León,
- E. De la Fuente,
- C. de León,
- D. Depaoli,
- N. Di Lalla,
- R. Diaz Hernandez,
- B. L. Dingus,
- M. A. DuVernois,
- J. C. Díaz-Vélez,
- K. Engel,
- T. Ergin,
- C. Espinoza,
- K. L. Fan,
- N. Fraija,
- J. A. García-González,
- M. M. González,
- J. A. Goodman,
- S. Groetsch,
- J. P. Harding,
- S. Hernández-Cadena,
- I. Herzog,
- D. Huang,
- F. Hueyotl-Zahuantitla,
- P. Hüntemeyer,
- A. Iriarte,
- S. Kaufmann,
- J. Lee,
- H. León Vargas,
- A. L. Longinotti,
- G. Luis-Raya,
- K. Malone,
- J. Martínez-Castro,
- J. A. Matthews,
- P. Miranda-Romagnoli,
- J. A. Montes,
- E. Moreno,
- M. Mostafá,
- M. Najafi,
- L. Nellen,
- M. Newbold,
- M. U. Nisa,
- R. Noriega-Papaqui,
- Y. Pérez Araujo,
- E. G. Pérez-Pérez,
- C. D. Rho,
- D. Rosa-González,
- E. Ruiz-Velasco,
- H. Salazar,
- A. Sandoval,
- D. Salazar-Gallegos,
- M. Schneider,
- J. Serna-Franco,
- A. J. Smith,
- Y. Son,
- R. W. Springer,
- O. Tibolla,
- K. Tollefson,
- I. Torres,
- R. Torres-Escobedo,
- R. Turner,
- F. Ureña-Mena,
- E. Varela,
- L. Villaseñor,
- X. Wang,
- Zhen Wang,
- I. J. Watson,
- S. Yu,
- S. Yun-Cárcamo,
- H. Zhou,
- THE HAWC COLLABORATION
Affiliations
- R. Alfaro
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- C. Alvarez
- Universidad Autónoma de Chiapas , Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, Mexico
- J. C. Arteaga-Velázquez
- Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo , Morelia, Mexico
- D. Avila Rojas
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- H. A. Ayala Solares
- ORCiD
- Department of Physics, Pennsylvania State University , University Park, PA, USA
- R. Babu
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA ; [email protected]
- E. Belmont-Moreno
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- K. S. Caballero-Mora
- ORCiD
- Universidad Autónoma de Chiapas , Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, Mexico
- T. Capistrán
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- A. Carramiñana
- ORCiD
- Instituto Nacional de Astrofísica , Óptica y Electrónica, Puebla, Mexico
- S. Casanova
- ORCiD
- Instytut Fizyki Jadrowej im Henryka Niewodniczanskiego Polskiej Akademii Nauk , IFJ-PAN, Krakow, Poland
- U. Cotti
- ORCiD
- Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo , Morelia, Mexico
- J. Cotzomi
- ORCiD
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- S. Coutiño de León
- ORCiD
- Department of Physics, University of Wisconsin-Madison , Madison, WI, USA
- E. De la Fuente
- ORCiD
- Departamento de Física, Centro Universitario de Ciencias Exactase Ingenierias, Universidad de Guadalajara , Guadalajara, Mexico
- C. de León
- ORCiD
- Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo , Morelia, Mexico
- D. Depaoli
- ORCiD
- Max-Planck Institute for Nuclear Physics , 69117 Heidelberg, Germany
- N. Di Lalla
- ORCiD
- Department of Physics, Stanford University , Stanford, CA 94305-4060, USA
- R. Diaz Hernandez
- Instituto Nacional de Astrofísica , Óptica y Electrónica, Puebla, Mexico
- B. L. Dingus
- ORCiD
- Los Alamos National Laboratory , Los Alamos, NM, USA
- M. A. DuVernois
- ORCiD
- Department of Physics, University of Wisconsin-Madison , Madison, WI, USA
- J. C. Díaz-Vélez
- ORCiD
- Department of Physics, University of Wisconsin-Madison , Madison, WI, USA
- K. Engel
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- T. Ergin
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA ; [email protected]
- C. Espinoza
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- K. L. Fan
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- N. Fraija
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- J. A. García-González
- ORCiD
- Tecnologico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias , Ave. Eugenio Garza Sada 2501, Monterrey, N.L. 64849, Mexico
- M. M. González
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- J. A. Goodman
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- S. Groetsch
- Department of Physics, Michigan Technological University , Houghton, MI, USA
- J. P. Harding
- ORCiD
- Los Alamos National Laboratory , Los Alamos, NM, USA
- S. Hernández-Cadena
- Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University , Shanghai, People's Republic of China
- I. Herzog
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA ; [email protected]
- D. Huang
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- F. Hueyotl-Zahuantitla
- ORCiD
- Universidad Autónoma de Chiapas , Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, Mexico
- P. Hüntemeyer
- ORCiD
- Department of Physics, Michigan Technological University , Houghton, MI, USA
- A. Iriarte
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- S. Kaufmann
- Universidad Politecnica de Pachuca , Pachuca, Hgo, Mexico
- J. Lee
- ORCiD
- University of Seoul , Seoul, Republic of Korea
- H. León Vargas
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- A. L. Longinotti
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- G. Luis-Raya
- ORCiD
- Universidad Politecnica de Pachuca , Pachuca, Hgo, Mexico
- K. Malone
- ORCiD
- Los Alamos National Laboratory , Los Alamos, NM, USA
- J. Martínez-Castro
- ORCiD
- Centro de Investigación en Computaci’on, Instituto Politécnico Nacional , México City, Mexico
- J. A. Matthews
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico , Albuquerque, NM, USA
- P. Miranda-Romagnoli
- ORCiD
- Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo , Pachuca, Mexico
- J. A. Montes
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- E. Moreno
- ORCiD
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- M. Mostafá
- ORCiD
- Department of Physics, Temple University , Philadelphia, PA, USA
- M. Najafi
- ORCiD
- Department of Physics, Michigan Technological University , Houghton, MI, USA
- L. Nellen
- ORCiD
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- M. Newbold
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of Utah , Salt Lake City, UT, USA
- M. U. Nisa
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA ; [email protected]
- R. Noriega-Papaqui
- ORCiD
- Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo , Pachuca, Mexico
- Y. Pérez Araujo
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- E. G. Pérez-Pérez
- ORCiD
- Universidad Politecnica de Pachuca , Pachuca, Hgo, Mexico
- C. D. Rho
- ORCiD
- Department of Physics, Sungkyunkwan University , Suwon 16419, Republic of Korea
- D. Rosa-González
- ORCiD
- Instituto Nacional de Astrofísica , Óptica y Electrónica, Puebla, Mexico
- E. Ruiz-Velasco
- ORCiD
- Max-Planck Institute for Nuclear Physics , 69117 Heidelberg, Germany
- H. Salazar
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- A. Sandoval
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- D. Salazar-Gallegos
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA ; [email protected]
- M. Schneider
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- J. Serna-Franco
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, Mexico
- A. J. Smith
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- Y. Son
- University of Seoul , Seoul, Republic of Korea
- R. W. Springer
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of Utah , Salt Lake City, UT, USA
- O. Tibolla
- Universidad Politecnica de Pachuca , Pachuca, Hgo, Mexico
- K. Tollefson
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA ; [email protected]
- I. Torres
- ORCiD
- Instituto Nacional de Astrofísica , Óptica y Electrónica, Puebla, Mexico
- R. Torres-Escobedo
- ORCiD
- Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University , Shanghai, People's Republic of China
- R. Turner
- ORCiD
- Department of Physics, Michigan Technological University , Houghton, MI, USA
- F. Ureña-Mena
- ORCiD
- Instituto Nacional de Astrofísica , Óptica y Electrónica, Puebla, Mexico
- E. Varela
- ORCiD
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- L. Villaseñor
- ORCiD
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- X. Wang
- ORCiD
- Department of Physics, Michigan Technological University , Houghton, MI, USA
- Zhen Wang
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- I. J. Watson
- ORCiD
- University of Seoul , Seoul, Republic of Korea
- S. Yu
- Department of Physics, Pennsylvania State University , University Park, PA, USA
- S. Yun-Cárcamo
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- H. Zhou
- ORCiD
- Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University , Shanghai, People's Republic of China
- THE HAWC COLLABORATION
- DOI
- https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad782a
- Journal volume & issue
-
Vol. 975,
no. 2
p. 198
Abstract
The first TeV γ -ray source with no lower energy counterparts, TeV J2032+4130, was discovered by HEGRA. It appears in the third HAWC catalog as 3HWC J2031+415 and it is a bright TeV γ -ray source whose emission has previously been resolved as two sources: HAWC J2031+415 and HAWC J2030+409. While HAWC J2030+409 has since been associated with the Fermi Large Area Telescope Cygnus Cocoon, no such association for HAWC J2031+415 has yet been found. In this work, we investigate the spectrum and energy-dependent morphology of HAWC J2031+415. We associate HAWC J2031+415 with a γ -ray binary system containing the pulsar PSR J2032+4127 and its companion MT91 213. We study HAWC data to observe their periastron in 2017. Additionally, we perform a combined multiwavelength analysis using radio, X-ray, and γ -ray emission. We conclude that HAWC J2031+415 and, by extension, TeV J2032+4130 are most probably a pulsar wind nebula powered by PSR J2032+4127.
Keywords
