THE FIRM REDSHIFT LOWER LIMIT OF THE MOST DISTANT TeV-DETECTED BLAZAR PKS 1424+240

被引：64

作者：

Furniss, A. ^{[1
,2
]}

Williams, D. A. ^{[1
,2
]}

Danforth, C. ^{[3
]}

Fumagalli, M. ^{[4
,5
]}

Prochaska, J. X. ^{[6
]}

Primack, J. ^{[1
,2
]}

Urry, C. M. ^{[7
]}

Stocke, J. ^{[3
]}

Filippenko, A. V. ^{[8
]}

Neely, W. ^{[9
]}

机构：

[1] Univ Calif Santa Cruz, Santa Cruz Inst Particle Phys, Santa Cruz, CA 95064 USA

[2] Univ Calif Santa Cruz, Dept Phys, Santa Cruz, CA 95064 USA

[3] Univ Colorado, Dept Astrophys & Planetary Sci, CASA, Boulder, CO 80309 USA

[4] Carnegie Observ, Pasadena, CA 91101 USA

[5] Princeton Univ, Dept Astrophys, Princeton, NJ 08544 USA

[6] Univ Calif Santa Cruz, UCO Lick Observ, Dept Astron & Astrophys, Santa Cruz, CA 95064 USA

[7] Yale Univ, Dept Astron, New Haven, CT 06520 USA

[8] Univ Calif Berkeley, Dept Astron, Berkeley, CA 94720 USA

[9] NF Observ, Silver City, NM 88041 USA

来源：

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS | 2013年 / 768卷 / 02期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

BL Lacertae objects: individual (PKS 1424+240 (PG 1424+240)); diffuse radiation; galaxies: active; intergalactic medium; ultraviolet: general; EXTRAGALACTIC BACKGROUND LIGHT; ENERGY GAMMA-RAYS; DISCOVERY; ABSORPTION; TELESCOPE; SPECTROSCOPY; EMISSION; SCENARIO; SPECTRA; FLARE;

D O I：

10.1088/2041-8205/768/2/L31

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We present the redshift lower limit of z >= 0.6035 for the very high energy (VHE; E >= 100 GeV) emitting blazar PKS 1424+240 (PG 1424+240). This limit is inferred from Ly beta and Ly gamma absorption observed in the far-ultraviolet spectra from the Hubble Space Telescope/Cosmic Origins Spectrograph. No VHE-detected blazar has shown solid spectroscopic evidence of being more distant. At this distance, VHE observations by VERITAS are shown to sample historically large gamma-ray opacity values at 500 GeV, extending beyond tau = 4 for low-level models of the extragalactic background light (EBL) and beyond tau = 5 for high levels. The majority of the z = 0.6035 absorption-corrected VHE spectrum appears to exhibit a lower flux than an extrapolation of the contemporaneous Large Area Telescope power-law fit beyond 100 GeV. However, the highest energy VERITAS point is the only point showing agreement with this extrapolation, possibly implying the overestimation of the gamma-ray opacity or the onset of an unexpected VHE spectral feature. A curved log parabola is favored when fitting the full range of gamma-ray data (0.5-500 GeV). While fitting the absorption-corrected VHE data alone results in a harder differential power law than that from the full range, the indices derived using three EBL models are consistent with the physically motivated limit set by Fermi acceleration processes.

引用

页数：6

共 43 条

[1] DISCOVERY OF VERY HIGH ENERGY GAMMA RAYS FROM PKS 1424+240 AND MULTIWAVELENGTH CONSTRAINTS ON ITS REDSHIFT [J].

Acciari, V. A. ;

Aliu, E. ;

Arlen, T. ;

Aune, T. ;

Bautista, M. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Boettcher, M. ;

Boltuch, D. ;

Bradbury, S. M. ;

Buckley, J. H. ;

Bugaev, V. ;

Byrum, K. ;

Cannon, A. ;

Cesarini, A. ;

Chow, Y. C. ;

Ciupik, L. ;

Cogan, P. ;

Cui, W. ;

Duke, C. ;

Falcone, A. ;

Finley, J. P. ;

Finnegan, G. ;

Fortson, L. ;

Furniss, A. ;

Galante, N. ;

Gall, D. ;

Gillanders, G. H. ;

Godambe, S. ;

Grube, J. ;

Guenette, R. ;

Gyuk, G. ;

Hanna, D. ;

Holder, J. ;

Hui, C. M. ;

Humensky, T. B. ;

Kaaret, P. ;

Karlsson, N. ;

Kertzman, M. ;

Kieda, D. ;

Konopelko, A. ;

Krawczynski, H. ;

Krennrich, F. ;

Lang, M. J. ;

LeBohec, S. ;

Maier, G. ;

McArthur, S. ;

McCann, A. ;

McCutcheon, M. ;

Millis, J. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2010, 708 (02) :L100-L106

[2] THE SECOND CATALOG OF ACTIVE GALACTIC NUCLEI DETECTED BY THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Allafort, A. ;

Antolini, E. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bottacini, E. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Costamante, L. ;

Cutini, S. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Dermer, C. D. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Escande, L. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 743 (02)

[3] A low level of extragalactic background light as revealed by γ-rays from blazars [J].

Aharonian, F ;

Akhperjanian, AG ;

Bazer-Bachi, AR ;

Beilicke, M ;

Benbow, W ;

Berge, D ;

Bernlöhr, K ;

Boisson, C ;

Bolz, O ;

Borrel, V ;

Braun, I ;

Breitling, F ;

Brown, AM ;

Chadwick, PM ;

Chounet, LM ;

Cornils, R ;

Costamante, L ;

Degrange, B ;

Dickinson, HJ ;

Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Emmanoulopoulos, D ;

Espigat, P ;

Feinstein, F ;

Fontaine, G ;

Fuchs, Y ;

Funk, S ;

Gallant, YA ;

Giebels, B ;

Gillessen, S ;

Glicenstein, JF ;

Goret, P ;

Hadjichristidis, C ;

Hauser, D ;

Hauser, M ;

Heinzelmann, G ;

Henri, G ;

Hermann, G ;

Hinton, JA ;

Hofmann, W ;

Holleran, M ;

Horns, D ;

Jacholkowska, A ;

de Jager, OC ;

Khélifi, B ;

Klages, S ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

Latham, IJ .

NATURE, 2006, 440 (7087) :1018-1021

[4] Formation of hard very high energy gamma-ray spectra of blazars due to internal photon-photon absorption [J].

Aharonian, Felix A. ;

Khangulyan, D. ;

Costamante, L. .

MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2008, 387 (03) :1206-1214

[5] Very-high-energy gamma rays from a distant quasar:: How transparent is the universe? [J].

Albert, J. ;

Aliu, E. ;

Anderhub, H. ;

Antonelli, L. A. ;

Antoranz, P. ;

Backes, M. ;

Baixeras, C. ;

Barrio, J. A. ;

Bartko, H. ;

Bastieri, D. ;

Becker, J. K. ;

Bednarek, W. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Bigongiari, C. ;

Biland, A. ;

Bock, R. K. ;

Bonnoli, G. ;

Bordas, P. ;

Bosch-Ramon, V. ;

Bretz, T. ;

Britvitch, I. ;

Camara, M. ;

Carmona, E. ;

Chilingarian, A. ;

Commichau, S. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Costado, M. T. ;

Covino, S. ;

Curtef, V. ;

Dazzi, F. ;

De Angelis, A. ;

De Cea del Pozo, E. ;

de los Reyes, R. ;

De Lotto, B. ;

De Maria, M. ;

De Sabata, F. ;

Delgado Mendez, C. ;

Dominguez, A. ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Errando, M. ;

Fagiolini, M. ;

Ferenc, D. ;

Fernandez, E. ;

Firpo, R. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Galante, N. .

SCIENCE, 2008, 320 (5884) :1752-1754

[6] Discovery of very high energy γ-rays from 1ES 1011+496 at z=0.212 [J].

Albert, J. ;

Aliu, E. ;

Anderhub, H. ;

Antoranz, P. ;

Armada, A. ;

Baixeras, C. ;

Barrio, J. A. ;

Bartko, H. ;

Bastieri, D. ;

Becker, J. K. ;

Bednarek, W. ;

Berger, K. ;

Bigongiari, C. ;

Biland, A. ;

Bock, R. K. ;

Bordas, P. ;

Bosch-Ramon, V. ;

Bretz, T. ;

Britvitch, I. ;

Camara, M. ;

Carmona, E. ;

Chilingarian, A. ;

Coarasa, J. A. ;

Commichau, S. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Costado, M. T. ;

Curtef, V. ;

Danielyan, V. ;

Dazzi, F. ;

De Angelis, A. ;

Delgado, C. ;

Reyes, R. de los ;

De Lotto, B. ;

Domingo-Santamaria, E. ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Errando, M. ;

Fagiolini, M. ;

Ferenc, D. ;

Fernandez, E. ;

Firpo, R. ;

Flix, J. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Fuchs, M. ;

Galante, N. ;

Garcia-Lopez, R. J. ;

Garczarczyk, M. ;

Gaug, M. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 667 (01) :L21-L24

[7] MAGIC DISCOVERY OF VERY HIGH ENERGY EMISSION FROM THE FSRQ PKS 1222+21 [J].

Aleksic, J. ;

Antonelli, L. A. ;

Antoranz, P. ;

Backes, M. ;

Barrio, J. A. ;

Bastieri, D. ;

Becerra Gonzalez, J. ;

Bednarek, W. ;

Berdyugin, A. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Biland, A. ;

Blanch, O. ;

Bock, R. K. ;

Boller, A. ;

Bonnoli, G. ;

Tridon, D. Borla ;

Braun, I. ;

Bretz, T. ;

Canellas, A. ;

Carmona, E. ;

Carosi, A. ;

Colin, P. ;

Colombo, E. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Cossio, L. ;

Covino, S. ;

Dazzi, F. ;

De Angelis, A. ;

De Cea del Pozo, E. ;

De Lotto, B. ;

Delgado Mendez, C. ;

Diago Ortega, A. ;

Doert, M. ;

Dominguez, A. ;

Prester, D. Dominis ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Elsaesser, D. ;

Ferenc, D. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Fruck, C. ;

Garcia Lopez, R. J. ;

Garczarczyk, M. ;

Garrido, D. ;

Giavitto, G. ;

Godinovic, N. ;

Hadasch, D. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2011, 730 (01)

[8] DISCOVERY OF HIGH-ENERGY AND VERY HIGH ENERGY γ-RAY EMISSION FROM THE BLAZAR RBS 0413 [J].

Aliu, E. ;

Archambault, S. ;

Arlen, T. ;

Aune, T. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Boettcher, M. ;

Bouvier, A. ;

Bradbury, S. M. ;

Buckley, J. H. ;

Bugaev, V. ;

Byrum, K. ;

Cannon, A. ;

Cesarini, A. ;

Ciupik, L. ;

Collins-Hughes, E. ;

Connolly, M. P. ;

Coppi, P. ;

Cui, W. ;

Decerprit, G. ;

Dickherber, R. ;

Dumm, J. ;

Errando, M. ;

Falcone, A. ;

Feng, Q. ;

Finley, J. P. ;

Finnegan, G. ;

Fortson, L. ;

Furniss, A. ;

Galante, N. ;

Gall, D. ;

Godambe, S. ;

Griffin, S. ;

Grube, J. ;

Gyuk, G. ;

Hanna, D. ;

Hawkins, K. ;

Holder, J. ;

Huan, H. ;

Hughes, G. ;

Humensky, T. B. ;

Kaaret, P. ;

Karlsson, N. ;

Kertzman, M. ;

Khassen, Y. ;

Kieda, D. ;

Krawczynski, H. ;

Krennrich, F. ;

Lang, M. J. ;

Lee, K. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 750 (02)

[9] MULTIWAVELENGTH OBSERVATIONS OF THE PREVIOUSLY UNIDENTIFIED BLAZAR RX J0648.7+1516 [J].

Aliu, E. ;

Aune, T. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Boettcher, M. ;

Bouvier, A. ;

Bradbury, S. M. ;

Buckley, J. H. ;

Bugaev, V. ;

Cannon, A. ;

Cesarini, A. ;

Ciupik, L. ;

Connolly, M. P. ;

Cui, W. ;

Decerprit, G. ;

Dickherber, R. ;

Duke, C. ;

Errando, M. ;

Falcone, A. ;

Feng, Q. ;

Finnegan, G. ;

Fortson, L. ;

Furniss, A. ;

Galante, N. ;

Gall, D. ;

Gillanders, G. H. ;

Godambe, S. ;

Griffin, S. ;

Grube, J. ;

Gyuk, G. ;

Hanna, D. ;

Hivick, B. ;

Holder, J. ;

Huan, H. ;

Hughes, G. ;

Hui, C. M. ;

Humensky, T. B. ;

Kaaret, P. ;

Karlsson, N. ;

Kertzman, M. ;

Kieda, D. ;

Krawczynski, H. ;

Krennrich, F. ;

Maier, G. ;

Majumdar, P. ;

McArthur, S. ;

McCann, A. ;

Moriarty, P. ;

Mukherjee, R. ;

Nelson, T. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 742 (02)

[10] Discovery of VHE γ-ray emission from the very distant BL Lac KUV00311-1938 by HESS [J].

Becherini, Y. ;

Boisson, C. ;

Cerruti, M. .

HIGH ENERGY GAMMA-RAY ASTRONOMY, 2012, 1505 :490-493

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共 43 条

[1] DISCOVERY OF VERY HIGH ENERGY GAMMA RAYS FROM PKS 1424+240 AND MULTIWAVELENGTH CONSTRAINTS ON ITS REDSHIFT [J].

Acciari, V. A. ;

Aliu, E. ;

Arlen, T. ;

Aune, T. ;

Bautista, M. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Boettcher, M. ;

Boltuch, D. ;

Bradbury, S. M. ;

Buckley, J. H. ;

Bugaev, V. ;

Byrum, K. ;

Cannon, A. ;

Cesarini, A. ;

Chow, Y. C. ;

Ciupik, L. ;

Cogan, P. ;

Cui, W. ;

Duke, C. ;

Falcone, A. ;

Finley, J. P. ;

Finnegan, G. ;

Fortson, L. ;

Furniss, A. ;

Galante, N. ;

Gall, D. ;

Gillanders, G. H. ;

Godambe, S. ;

Grube, J. ;

Guenette, R. ;

Gyuk, G. ;

Hanna, D. ;

Holder, J. ;

Hui, C. M. ;

Humensky, T. B. ;

Kaaret, P. ;

Karlsson, N. ;

Kertzman, M. ;

Kieda, D. ;

Konopelko, A. ;

Krawczynski, H. ;

Krennrich, F. ;

Lang, M. J. ;

LeBohec, S. ;

Maier, G. ;

McArthur, S. ;

McCann, A. ;

McCutcheon, M. ;

Millis, J. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2010, 708 (02) :L100-L106

[2] THE SECOND CATALOG OF ACTIVE GALACTIC NUCLEI DETECTED BY THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Allafort, A. ;

Antolini, E. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bottacini, E. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Costamante, L. ;

Cutini, S. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Dermer, C. D. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Escande, L. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 743 (02)

[3] A low level of extragalactic background light as revealed by γ-rays from blazars [J].

Aharonian, F ;

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Bernlöhr, K ;

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Borrel, V ;

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Breitling, F ;

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Costamante, L ;

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Dubus, G ;

Emmanoulopoulos, D ;

Espigat, P ;

Feinstein, F ;

Fontaine, G ;

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Funk, S ;

Gallant, YA ;

Giebels, B ;

Gillessen, S ;

Glicenstein, JF ;

Goret, P ;

Hadjichristidis, C ;

Hauser, D ;

Hauser, M ;

Heinzelmann, G ;

Henri, G ;

Hermann, G ;

Hinton, JA ;

Hofmann, W ;

Holleran, M ;

Horns, D ;

Jacholkowska, A ;

de Jager, OC ;

Khélifi, B ;

Klages, S ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

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NATURE, 2006, 440 (7087) :1018-1021

[4] Formation of hard very high energy gamma-ray spectra of blazars due to internal photon-photon absorption [J].

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Khangulyan, D. ;

Costamante, L. .

MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2008, 387 (03) :1206-1214

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Aliu, E. ;

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Backes, M. ;

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Barrio, J. A. ;

Bartko, H. ;

Bastieri, D. ;

Becker, J. K. ;

Bednarek, W. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Bigongiari, C. ;

Biland, A. ;

Bock, R. K. ;

Bonnoli, G. ;

Bordas, P. ;

Bosch-Ramon, V. ;

Bretz, T. ;

Britvitch, I. ;

Camara, M. ;

Carmona, E. ;

Chilingarian, A. ;

Commichau, S. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Costado, M. T. ;

Covino, S. ;

Curtef, V. ;

Dazzi, F. ;

De Angelis, A. ;

De Cea del Pozo, E. ;

de los Reyes, R. ;

De Lotto, B. ;

De Maria, M. ;

De Sabata, F. ;

Delgado Mendez, C. ;

Dominguez, A. ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Errando, M. ;

Fagiolini, M. ;

Ferenc, D. ;

Fernandez, E. ;

Firpo, R. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Galante, N. .

SCIENCE, 2008, 320 (5884) :1752-1754

[6] Discovery of very high energy γ-rays from 1ES 1011+496 at z=0.212 [J].

Albert, J. ;

Aliu, E. ;

Anderhub, H. ;

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Bastieri, D. ;

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Berger, K. ;

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Bock, R. K. ;

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Bosch-Ramon, V. ;

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Britvitch, I. ;

Camara, M. ;

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Chilingarian, A. ;

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Costado, M. T. ;

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Doro, M. ;

Errando, M. ;

Fagiolini, M. ;

Ferenc, D. ;

Fernandez, E. ;

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Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Fuchs, M. ;

Galante, N. ;

Garcia-Lopez, R. J. ;

Garczarczyk, M. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 667 (01) :L21-L24

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Aleksic, J. ;

Antonelli, L. A. ;

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Backes, M. ;

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Becerra Gonzalez, J. ;

Bednarek, W. ;

Berdyugin, A. ;

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Bernardini, E. ;

Biland, A. ;

Blanch, O. ;

Bock, R. K. ;

Boller, A. ;

Bonnoli, G. ;

Tridon, D. Borla ;

Braun, I. ;

Bretz, T. ;

Canellas, A. ;

Carmona, E. ;

Carosi, A. ;

Colin, P. ;

Colombo, E. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Cossio, L. ;

Covino, S. ;

Dazzi, F. ;

De Angelis, A. ;

De Cea del Pozo, E. ;

De Lotto, B. ;

Delgado Mendez, C. ;

Diago Ortega, A. ;

Doert, M. ;

Dominguez, A. ;

Prester, D. Dominis ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Elsaesser, D. ;

Ferenc, D. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Fruck, C. ;

Garcia Lopez, R. J. ;

Garczarczyk, M. ;

Garrido, D. ;

Giavitto, G. ;

Godinovic, N. ;

Hadasch, D. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2011, 730 (01)

[8] DISCOVERY OF HIGH-ENERGY AND VERY HIGH ENERGY γ-RAY EMISSION FROM THE BLAZAR RBS 0413 [J].

Aliu, E. ;

Archambault, S. ;

Arlen, T. ;

Aune, T. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Boettcher, M. ;

Bouvier, A. ;

Bradbury, S. M. ;

Buckley, J. H. ;

Bugaev, V. ;

Byrum, K. ;

Cannon, A. ;

Cesarini, A. ;

Ciupik, L. ;

Collins-Hughes, E. ;

Connolly, M. P. ;

Coppi, P. ;

Cui, W. ;

Decerprit, G. ;

Dickherber, R. ;

Dumm, J. ;

Errando, M. ;

Falcone, A. ;

Feng, Q. ;

Finley, J. P. ;

Finnegan, G. ;

Fortson, L. ;

Furniss, A. ;

Galante, N. ;

Gall, D. ;

Godambe, S. ;

Griffin, S. ;

Grube, J. ;

Gyuk, G. ;

Hanna, D. ;

Hawkins, K. ;

Holder, J. ;

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