Propagation of Very-high-energy γ-Rays from Distant Blazars

被引:3
作者
Dong, L. J. [1 ]
Zheng, Y. G. [1 ]
Kang, S. J. [2 ]
机构
[1] Yunnan Normal Univ, Dept Phys, Kunming 650092, Yunnan, Peoples R China
[2] Liupanshui Normal Univ, Sch Phys & Elect Engn, Liupanshui 553004, Guizhou, Peoples R China
基金
中国国家自然科学基金;
关键词
GAMMA-RAY EMISSION; EXTRAGALACTIC BACKGROUND LIGHT; PEAKED BL-LACERTAE; MAGNETIC-FIELDS; VERITAS OBSERVATIONS; REDSHIFT DEPENDENCE; MAGIC TELESCOPES; DISCOVERY; SPECTRA; HESS;
D O I
10.3847/1538-4357/acdc19
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We rederive the possible dependence of the redshift with a very-high-energy (VHE) & gamma;-ray photon index. The results suggest that the universe to VHE & gamma;-rays is becoming more transparent than expected. We introduce the extragalactic background light (EBL) and photon to axion-like particle (ALP) oscillations to explain this phenomenon. We concentrate our analysis on 70 blazars up to redshift z & SIME; 1. Assuming this correlation is solely the result of photon-photon absorption of VHE photons with the EBL, with deviations between the predictions and observations, especially at redshifts 0.2 < z < 1. We then discuss the implications of photon-ALP oscillations for the VHE & gamma;-ray spectra of blazars. Strong evidence shows that (1) the results of the EBL attenuation show that the VHE & gamma;-ray photon index increases nonlinearly at the ranges of redshift 0.03 < z < 0.2 and (2) the photon-ALP oscillation results in an attractive characteristic in the VHE & gamma;-ray photon index at the ranges of redshift 0.2 < z < 1. We suggest that both EBL absorption and photon-ALP oscillation can influence the propagation of VHE & gamma;-rays from distant blazars.
引用
收藏
页数:10
相关论文
共 129 条
[1]   Very high energy γ-ray emission from two blazars of unknown redshift and upper limits on their distance [J].
Abdalla, H. ;
Adam, R. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Anguner, E. O. ;
Arakawa, M. ;
Arcaro, C. ;
Armand, C. ;
Armstrong, T. ;
Ashkar, H. ;
Backes, M. ;
Baghmanyan, V ;
Martins, V. Barbosa ;
Barnacka, A. ;
Barnard, M. ;
Becherini, Y. ;
Berge, D. ;
Bernloehr, K. ;
Bottcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bonnefoy, S. ;
Bregeon, J. ;
Breuhaus, M. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bryan, M. ;
Buechele, M. ;
Bulik, T. ;
Bylund, T. ;
Caroff, S. ;
Carosi, A. ;
Casanova, S. ;
Chand, T. ;
Chandra, S. ;
Chen, A. ;
Cotter, G. ;
Curylo, M. ;
Davids, I. D. ;
Davies, J. ;
Deil, C. ;
Devin, J. ;
deWilt, P. ;
Dirson, L. ;
Djannati-Atai, A. ;
Dmytriiev, A. ;
Donath, A. ;
Doroshenko, V ;
Dyks, J. ;
Egberts, K. .
MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2020, 494 (04) :5590-5602
[2]   HESS detection of very high-energy γ-ray emission from the quasar PKS 0736+017 [J].
Abdalla, H. ;
Adam, R. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Anguner, E. O. ;
Arakawa, M. ;
Arcaro, C. ;
Armand, C. ;
Ashkar, H. ;
Backes, M. ;
Martins, V. Barbosa ;
Barnard, M. ;
Becherini, Y. ;
Berge, D. ;
Bernloehr, K. ;
Blackwell, R. ;
Bottcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bonnefoy, S. ;
Bregeon, J. ;
Breuhaus, M. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bryan, M. ;
Buechele, M. ;
Bulik, T. ;
Bylund, T. ;
Capasso, M. ;
Caroff, S. ;
Carosi, A. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chand, T. ;
Chandra, S. ;
Chen, A. ;
Colafrancesco, S. ;
Curylo, M. ;
Davids, I. D. ;
Deil, C. ;
Devin, J. ;
deWilt, P. ;
Dirson, L. ;
Djannati-Atai, A. ;
Dmytriiev, A. ;
Donath, A. ;
Doroshenko, V ;
Drury, L. O'C ;
Dyks, J. ;
Egberts, K. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2020, 633
[3]   VHE γ-ray discovery and multiwavelength study of the blazar 1ES 2322-409 [J].
Abdalla, H. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Anguner, E. O. ;
Arakawa, M. ;
Arcaro, C. ;
Armand, C. ;
Arrieta, M. ;
Backes, M. ;
Barnard, M. ;
Becherini, Y. ;
Tjus, J. Becker ;
Berge, D. ;
Bernhard, S. ;
Bernloehr, K. ;
Blackwell, R. ;
Bottcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bonnefoy, S. ;
Bordas, P. ;
Bregeon, J. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bryan, M. ;
Buechele, M. ;
Bulik, T. ;
Bylund, T. ;
Capasso, M. ;
Caroff, S. ;
Carosi, A. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chakraborty, N. ;
Chandra, S. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chen, A. ;
Colafrancesco, S. ;
Condon, B. ;
Davids, I. D. ;
Dei, C. ;
Devin, J. ;
deWilt, P. ;
Dirson, L. ;
Djannati-Atai, A. ;
Dmytriiev, A. ;
Donath, A. ;
Drury, L. O. 'C. ;
Dyks, J. ;
Egberts, K. .
MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2019, 482 (03) :3011-3022
[4]   THE SPECTRAL ENERGY DISTRIBUTION OF FERMI BRIGHT BLAZARS [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Agudo, I. ;
Ajello, M. ;
Aller, H. D. ;
Aller, M. F. ;
Angelakis, E. ;
Arkharov, A. A. ;
Axelsson, M. ;
Bach, U. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Benitez, E. ;
Berdyugin, A. ;
Berenji, B. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Boettcher, M. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Burrows, D. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Calzoletti, L. ;
Cameron, R. A. ;
Capalbi, M. ;
Caraveo, P. A. ;
Carosati, D. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe. ;
Charles, E. ;
Chaty, S. ;
Chekhtman, A. ;
Chen, W. P. ;
Chiang, J. ;
Chincarini, G. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 716 (01) :30-70
[5]   Fermi Large Area Telescope Fourth Source Catalog [J].
Abdollahi, S. ;
Acero, F. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Becerra Gonzalez, J. ;
Bellazzini, R. ;
Berretta, A. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonino, R. ;
Bottacini, E. ;
Brandt, T. J. ;
Bregeon, J. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Burnett, T. H. ;
Buson, S. ;
Cameron, R. A. ;
Caputo, R. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Castro, D. ;
Cavazzuti, E. ;
Charles, E. ;
Chaty, S. ;
Chen, S. ;
Cheung, C. C. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Coronado-Blazquez, J. ;
Costantin, D. ;
Cuoco, A. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
DeKlotz, M. ;
Luque, P. de la Tone ;
de Palma, F. ;
Desai, A. ;
Digel, S. W. ;
Di Lalla, N. ;
Di Mauro, M. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2020, 247 (01)
[6]   VERITAS Observations of the BL Lac Object TXS 0506+056 [J].
Abeysekara, A. U. ;
Archer, A. ;
Benbow, W. ;
Bird, R. ;
Brill, A. ;
Brose, R. ;
Buckley, J. H. ;
Christiansen, J. L. ;
Chromey, A. J. ;
Daniel, M. K. ;
Falcone, A. ;
Feng, Q. ;
Finley, J. P. ;
Fortson, L. ;
Furniss, A. ;
Gillanders, G. H. ;
Gueta, O. ;
Hanna, D. ;
Hervet, O. ;
Holder, J. ;
Hughes, G. ;
Humensky, T. B. ;
Johnson, C. A. ;
Kaaret, P. ;
Kar, P. ;
Kelley-Hoskins, N. ;
Kertzman, M. ;
Kieda, D. ;
Krause, M. ;
Krennrich, F. ;
Lang, M. J. ;
Moriarty, P. ;
Mukherjee, R. ;
O'Brien, S. ;
Ong, R. A. ;
Otte, A. N. ;
Park, N. ;
Petrashyk, A. ;
Pohl, M. ;
Pueschel, E. ;
Quinn, J. ;
Ragan, K. ;
Reynolds, P. T. ;
Richards, G. T. ;
Roache, E. ;
Rulten, C. ;
Sadeh, I. ;
Santander, M. ;
Scott, S. S. ;
Sembroski, G. H. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2018, 861 (02)
[7]   VERITAS and multiwavelength observations of the BL Lacertae object 1ES 1741+196 [J].
Abeysekara, A. U. ;
Archambault, S. ;
Archer, A. ;
Benbow, W. ;
Bird, R. ;
Biteau, J. ;
Buchovecky, M. ;
Buckley, J. H. ;
Bugaev, V. ;
Byrum, K. ;
Cardenzana, J. V. ;
Cerruti, M. ;
Chen, X. ;
Christiansen, J. L. ;
Ciupik, L. ;
Connolly, M. P. ;
Cui, W. ;
Dickinson, H. J. ;
Dumm, J. ;
Eisch, J. D. ;
Errando, M. ;
Falcone, A. ;
Feng, Q. ;
Finley, J. P. ;
Fleischhack, H. ;
Flinders, A. ;
Fortin, P. ;
Fortson, L. ;
Furniss, A. ;
Gillanders, G. H. ;
Griffin, S. ;
Grube, J. ;
Gyuk, G. ;
Huetten, M. ;
Hanna, D. ;
Holder, J. ;
Humensky, T. B. ;
Johnson, C. A. ;
Kaaret, P. ;
Kar, P. ;
Kelley-Hoskins, N. ;
Kertzman, M. ;
Kieda, D. ;
Krause, M. ;
Krennrich, F. ;
Lang, M. J. ;
Maier, G. ;
McArthur, S. ;
McCann, A. ;
Meagher, K. .
MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2016, 459 (03) :2550-2557
[8]   GAMMA-RAYS FROM THE QUASAR PKS 1441+25: STORY OF AN ESCAPE [J].
Abeysekara, A. U. ;
Archambault, S. ;
Archer, A. ;
Aune, T. ;
Barnacka, A. ;
Benbow, W. ;
Bird, R. ;
Biteau, J. ;
Buckley, J. H. ;
Bugaev, V. ;
Cardenzana, J. V. ;
Cerruti, M. ;
Chen, X. ;
Christiansen, J. L. ;
Ciupik, L. ;
Connolly, M. P. ;
Coppi, P. ;
Cui, W. ;
Dickinson, H. J. ;
Dumm, J. ;
Eisch, J. D. ;
Errando, M. ;
Falcone, A. ;
Feng, Q. ;
Finley, J. P. ;
Fleischhack, H. ;
Flinders, A. ;
Fortin, P. ;
Fortson, L. ;
Furniss, A. ;
Gillanders, G. H. ;
Griffin, S. ;
Grube, J. ;
Gyuk, G. ;
Huetten, M. ;
Hakansson, N. ;
Hanna, D. ;
Holder, J. ;
Humensky, T. B. ;
Johnson, C. A. ;
Kaaret, P. ;
Kar, P. ;
Kelley-Hoskins, N. ;
Khassen, Y. ;
Kieda, D. ;
Krause, M. ;
Krennrich, F. ;
Kumar, S. ;
Lang, M. J. ;
Maier, G. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2015, 815 (02)
[9]   Discovery of very high energy γ-ray emission from the BL Lacertae object PKS0301-243 with HESS [J].
Abramowski, A. ;
Acero, F. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Akhperjanian, A. G. ;
Anguener, E. ;
Anton, G. ;
Balenderan, S. ;
Balzer, A. ;
Barnacka, A. ;
Becherini, Y. ;
Tjus, J. Becker ;
Bernloehr, K. ;
Birsin, E. ;
Bissaldi, E. ;
Biteau, J. ;
Boettcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bordas, P. ;
Brucker, J. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bulik, T. ;
Carrigan, S. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chadwick, P. M. ;
Chalme-Calvet, R. ;
Chaves, R. C. G. ;
Cheesebrough, A. ;
Chretien, M. ;
Colafrancesco, S. ;
Cologna, G. ;
Conrad, J. ;
Couturier, C. ;
Dalton, M. ;
Daniel, M. K. ;
Davids, I. D. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
deWilt, P. ;
Dickinson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C. ;
Dubus, G. ;
Dutson, K. ;
Dyks, J. ;
Dyrda, M. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2013, 559
[10]   HESS and Fermi-LAT discovery of γ-rays from the blazar 1ES 1312-423 [J].
Abramowski, A. ;
Acero, F. ;
Aharonian, F. ;
Akhperjanian, A. G. ;
Anguener, E. ;
Anton, G. ;
Balenderan, S. ;
Balzer, A. ;
Barnacka, A. ;
Becherini, Y. ;
Tjus, J. Becker ;
Bernloehr, K. ;
Birsin, E. ;
Bissaldi, E. ;
Biteau, J. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bordas, P. ;
Brucker, J. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bulik, T. ;
Carrigan, S. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chadwick, P. M. ;
Chalme-Calvet, R. ;
Chaves, R. C. G. ;
Cheesebrough, A. ;
Chretien, M. ;
Colafrancesco, S. ;
Cologna, G. ;
Conrad, J. ;
Couturier, C. ;
Dalton, M. ;
Daniel, M. K. ;
Davids, I. D. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
deWilt, P. ;
Dickinson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C. ;
Dubus, G. ;
Dutson, K. ;
Dyks, J. ;
Dyrda, M. ;
Edwards, T. ;
Egberts, K. .
MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2013, 434 (03) :1889-1901