The Astrophysical Journal (Jan 2024)
Spectral Study of Very-high-energy Gamma Rays from SS 433 with HAWC
- R. Alfaro,
- C. Alvarez,
- J. C. Arteaga-Velázquez,
- D. Avila Rojas,
- H. A. Ayala Solares,
- R. Babu,
- E. Belmont-Moreno,
- A. Bernal,
- K. S. Caballero-Mora,
- T. Capistrán,
- A. Carramiñana,
- S. Casanova,
- J. Cotzomi,
- E. De la Fuente,
- D. Depaoli,
- N. Di Lalla,
- R. Diaz Hernandez,
- B. L. Dingus,
- M. A. DuVernois,
- K. Engel,
- T. Ergin,
- C. Espinoza,
- K. L. Fan,
- K. Fang,
- N. Fraija,
- S. Fraija,
- J. A. García-González,
- A. Gonzalez Muñoz,
- 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,
- A. Lara,
- W. H. Lee,
- J. Lee,
- C. de León,
- 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,
- L. Nellen,
- 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,
- 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,
- Z. Wang,
- I. J. Watson,
- S. Yu,
- S. Yun-Cárcamo,
- H. Zhou,
- HAWC collaboration
Affiliations
- R. Alfaro
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- C. Alvarez
- ORCiD
- 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 Mexico, 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
- E. Belmont-Moreno
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- A. Bernal
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, 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 Mexico, Mexico
- A. Carramiñana
- ORCiD
- Instituto Nacional de Astrofísica , Óptica y Electrónica, Puebla, Mexico
- S. Casanova
- ORCiD
- Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences , PL-31342 IFJ-PAN, Krakow, Poland
- J. Cotzomi
- ORCiD
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- E. De la Fuente
- ORCiD
- Departamento de Física, Centro Universitario de Ciencias Exactase Ingenierias , Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Mexico
- D. Depaoli
- ORCiD
- Max-Planck Institute for Nuclear Physics , 69117 Heidelberg, Germany
- N. Di Lalla
- ORCiD
- Department of Physics, Stanford University: Stanford , CA 943054060, USA
- R. Diaz Hernandez
- ORCiD
- 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 ; [email protected]
- 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
- C. Espinoza
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- K. L. Fan
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- K. Fang
- ORCiD
- Department of Physics, University of Wisconsin-Madison , Madison, WI, USA ; [email protected]
- N. Fraija
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- S. Fraija
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- J. A. García-González
- ORCiD
- Tecnologico de Monterrey , Escuela de Ingeniería y Ciencias, Ave. Eugenio Garza Sada 2501, 64849 Monterrey, N.L., Mexico
- A. Gonzalez Muñoz
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- M. M. González
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, 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
- ORCiD
- 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
- 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 Mexico, Mexico
- S. Kaufmann
- Universidad Politecnica de Pachuca , Pachuca, Hgo, Mexico
- A. Lara
- ORCiD
- Instituto de Geofísica, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- W. H. Lee
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- J. Lee
- ORCiD
- University of Seoul , Seoul, Republic of Korea ; [email protected]
- C. de León
- Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo , Morelia, Mexico
- H. León Vargas
- ORCiD
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, Mexico
- A. L. Longinotti
- ORCiD
- Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, 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 Computación, Instituto Politécnico Nacional , México City, Mexico
- J. A. Matthews
- ORCiD
- Dept 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 Mexico, Mexico
- E. Moreno
- ORCiD
- Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla , Puebla, Mexico
- M. Mostafá
- ORCiD
- Department of Physics, College of Science & Technology, Temple University , Philadelphia, PA 19122, USA
- L. Nellen
- ORCiD
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de Mexico , Ciudad de Mexico, Mexico
- M. U. Nisa
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA
- R. Noriega-Papaqui
- ORCiD
- Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo , Pachuca, Mexico
- Y. Pérez Araujo
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de Mexico, 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 ; [email protected]
- 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
- ORCiD
- 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 Mexico, Mexico
- 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 Mexico, Mexico
- A. J. Smith
- ORCiD
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- Y. Son
- ORCiD
- University of Seoul , Seoul, Republic of Korea ; [email protected]
- R. W. Springer
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of Utah , Salt Lake City, UT, USA
- O. Tibolla
- ORCiD
- Universidad Politecnica de Pachuca , Pachuca, Hgo, Mexico
- K. Tollefson
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Michigan State University , East Lansing, MI, USA
- 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
- Z. Wang
- Department of Physics, University of Maryland , College Park, MD, USA
- I. J. Watson
- ORCiD
- University of Seoul , Seoul, Republic of Korea ; [email protected]
- S. Yu
- ORCiD
- 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
- HAWC collaboration
- DOI
- https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad7e1b
- Journal volume & issue
-
Vol. 976,
no. 1
p. 30
Abstract
Very-high-energy (0.1–100 TeV) gamma-ray emissions were observed in High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) data from the lobes of the microquasar SS 433, making them the first set of astrophysical jets that were resolved at TeV energies. In this work, we update the analysis of SS 433 using 2565 days of data from the HAWC observatory. Our analysis reports the detection of a point-like source in the east lobe at a significance of 6.6 σ and in the west lobe at a significance of 8.2 σ . For each jet lobe, we localize the gamma-ray emission and identify a best-fit position. The locations are close to the X-ray emission sites “e1” and “w1” for the east and west lobes, respectively. We analyze the spectral energy distributions and find that the energy spectra of the lobes are consistent with a simple power law d N / d E ∝ E ^α with $\alpha =-{2.44}_{-0.12-0.04}^{+0.13+0.04}$ and $\alpha =-{2.35}_{-0.11-0.03}^{+0.12+0.03}$ for the east and west lobes, respectively. The maximum energy of photons from the east and west lobes reaches 56 TeV and 123 TeV, respectively. We compare our observations to various models and conclude that the very-high-energy gamma-ray emission can be produced by a population of electrons that were efficiently accelerated.
Keywords