High energy astrophysics with ground-based gamma ray detectors

被引：172

作者：

Aharonian, F. ^{[1
,2
]}

Buckley, J. ^{[3
]}

Kifune, T. ^{[4
]}

Sinnis, G. ^{[5
]}

机构：

[1] Dublin Inst Adv Studies, Dublin 4, Ireland

[2] Max Planck Inst Kernphys, D-69117 Heidelberg, Germany

[3] Washington Univ, Dept Phys, St Louis, MO 63130 USA

[4] Univ Tokyo, Inst Cosm Ray Res, Tokyo 1138654, Japan

[5] Los Alamos Natl Lab, Div Phys, Los Alamos, NM 87545 USA

来源：

REPORTS ON PROGRESS IN PHYSICS | 2008年 / 71卷 / 09期

关键词：

D O I：

10.1088/0034-4885/71/9/096901

中图分类号：

O4 [物理学];

学科分类号：

0702 ;

摘要：

Recent advances in ground-based gamma ray astronomy have led to the discovery of more than 70 sources of very high energy (E gamma >= 100 GeV) gamma rays, falling into a number of source populations including pulsar wind nebulae, shell type supernova remnants, Wolf-Rayet stars, giant molecular clouds, binary systems, the Galactic Center, active galactic nuclei and 'dark' (yet unidentified) galactic objects. We summarize the history of TeV gamma ray astronomy up to the current status of the field including a description of experimental techniques and highlight recent astrophysical results. We also discuss the potential of ground-based gamma ray astronomy for future discoveries and describe possible directions for future instrumental developments.

引用

页数：56

共 330 条

[1] TeV gamma-ray sources from a survey of the Galactic plane with Milagro [J].

Abdo, A. A. ;

Allen, B. ;

Berley, D. ;

Casanova, S. ;

Chen, C. ;

Coyne, D. G. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

Fleysher, L. ;

Fleysher, R. ;

Gonzalez, M. M. ;

Goodman, J. A. ;

Hays, E. ;

Hoffman, C. M. ;

Hopper, B. ;

Huentemeyer, P. H. ;

Kolterman, B. E. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Ryan, J. M. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

Smith, A. J. ;

Sullivan, G. W. ;

Vasileiou, V. ;

Walker, G. P. ;

Williams, D. A. ;

Xu, X. W. ;

Yodh, G. B. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 664 (02) :L91-L94

[2] Discovery of TeV gamma-ray emission from the Cygnus region of the Galaxy [J].

Abdo, A. A. ;

Allen, B. ;

Berley, D. ;

Blaufuss, E. ;

Casanova, S. ;

Chen, C. ;

Coyne, D. G. ;

Delay, R. S. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

Fleysher, L. ;

Fleysher, R. ;

Gebauer, I. ;

Gonzalez, M. M. ;

Goodman, J. A. ;

Hays, E. ;

Hoffman, C. M. ;

Kolterman, B. E. ;

Kelley, L. A. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Moskalenko, I. V. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Ryan, J. M. ;

Samuelson, F. W. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Schneider, M. ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

Smith, A. J. ;

Strong, A. W. ;

Sullivan, G. W. ;

Vasileiou, V. ;

Walker, G. P. ;

Williams, D. A. ;

Xu, X. W. ;

Yodh, G. B. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 658 (01) :L33-L36

[3] Exploring a SNR/molecular cloud association within HESS J1745-303 [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

de Almeida, U. Barres ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Behera, B. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Brion, E. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Bulik, T. ;

Buesching, I. ;

Boutelier, T. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Clapson, A. C. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Dalton, M. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Domainko, W. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubois, F. ;

Dubus, G. ;

Dyks, J. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Farnier, C. ;

Feinstein, F. ;

Fiasson, A. ;

Foerster, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Glueck, B. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2008, 483 (02) :509-517

[4] Observations of the crab nebula with HESS [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Breitling, F. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Feinstein, F. ;

Ferrero, E. ;

Fiasson, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, Seb. ;

Funk, S. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. ;

Hauser, M. ;

Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

Hofmann, W. ;

Holleran, M. ;

Horns, D. ;

Jacholkowska, A. ;

de Jager, O. C. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 457 (03) :899-915

[5] Microquasar LS 5039: a TeV gamma-ray emitter and a potential TeV neutrino source [J].

Aharonian, F. ;

Anchordoqui, L. ;

Khangulyan, D. ;

Montaruli, T. .

TAUP 2005: PROCEEDINGS OF THE NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON TOPICS IN ASTROPARTICLE AND UNDERGROUND PHYSICS, 2006, 39 :408-+

[6] First detection of a VHE gamma-ray spectral maximum from a cosmic source:: HESS discovery of the Vela X nebula [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 ;

Bühler, R ;

Büsching, I ;

Carrigan, S ;

Chadwick, PM ;

Chounet, LM ;

Cornils, R ;

Costamante, L ;

Degrange, B ;

Dickinson, HJ ;

Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Egberts, K ;

Emmanoulopoulos, D ;

Epinat, B ;

Espigat, P ;

Feinstein, F ;

Ferrero, E ;

Fontaine, G ;

Funk, S ;

Gallant, YA ;

Giebels, B ;

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 .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 448 (02) :L43-L47

[7] The HESS survey of the inner galaxy in very high energy gamma rays [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, M ;

Heinzelmann, G ;

Henri, G ;

Hermann, G ;

Hinton, JA ;

Hofmann, W ;

Holleran, M ;

Horns, D ;

Jacholkowska, A ;

de Jager, OC ;

Khélifi, B ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

Latham, IJ ;

Le Gallou, R ;

Lemière, A .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2006, 636 (02) :777-797

[8] A detailed spectral and morphological study of the gamma-ray supernova remnant RX J1713.7-3946 with HESS [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 ;

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 ;

Le Gallou, R .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 449 (01) :223-242

[9] Evidence for VHE γ-ray emission from the distant BL Lac PG 1553+113 [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 ;

Bühler, R ;

Carrigan, S ;

Chadwick, PM ;

Chounet, LM ;

Cornils, R ;

Costamante, L ;

Degrange, B ;

Dickinson, HJ ;

Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Egberts, K ;

Emmanoulopoulos, D ;

Espigat, P ;

Feinstein, F ;

Fontaine, G ;

Funk, S ;

Gallant, YA ;

Giebels, B ;

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 ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

Latham, IJ .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 448 (02) :L19-L23

[10] Discovery of very-high-energy γ-rays from the Galactic Centre ridge [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, 439 (7077) :695-698

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共 330 条

[1] TeV gamma-ray sources from a survey of the Galactic plane with Milagro [J].

Abdo, A. A. ;

Allen, B. ;

Berley, D. ;

Casanova, S. ;

Chen, C. ;

Coyne, D. G. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

Fleysher, L. ;

Fleysher, R. ;

Gonzalez, M. M. ;

Goodman, J. A. ;

Hays, E. ;

Hoffman, C. M. ;

Hopper, B. ;

Huentemeyer, P. H. ;

Kolterman, B. E. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Ryan, J. M. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

Smith, A. J. ;

Sullivan, G. W. ;

Vasileiou, V. ;

Walker, G. P. ;

Williams, D. A. ;

Xu, X. W. ;

Yodh, G. B. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 664 (02) :L91-L94

[2] Discovery of TeV gamma-ray emission from the Cygnus region of the Galaxy [J].

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Blaufuss, E. ;

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Chen, C. ;

Coyne, D. G. ;

Delay, R. S. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

Fleysher, L. ;

Fleysher, R. ;

Gebauer, I. ;

Gonzalez, M. M. ;

Goodman, J. A. ;

Hays, E. ;

Hoffman, C. M. ;

Kolterman, B. E. ;

Kelley, L. A. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Moskalenko, I. V. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Ryan, J. M. ;

Samuelson, F. W. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Schneider, M. ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

Smith, A. J. ;

Strong, A. W. ;

Sullivan, G. W. ;

Vasileiou, V. ;

Walker, G. P. ;

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Xu, X. W. ;

Yodh, G. B. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 658 (01) :L33-L36

[3] Exploring a SNR/molecular cloud association within HESS J1745-303 [J].

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Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Brion, E. ;

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Buehler, R. ;

Bulik, T. ;

Buesching, I. ;

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Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Clapson, A. C. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Dalton, M. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Domainko, W. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubois, F. ;

Dubus, G. ;

Dyks, J. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Farnier, C. ;

Feinstein, F. ;

Fiasson, A. ;

Foerster, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Glueck, B. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2008, 483 (02) :509-517

[4] Observations of the crab nebula with HESS [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

Bolz, O. ;

Borrel, V. ;

Braun, I. ;

Breitling, F. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Chounet, L. -M. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Feinstein, F. ;

Ferrero, E. ;

Fiasson, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, Seb. ;

Funk, S. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. ;

Hauser, M. ;

Heinzelmann, G. ;

Henri, G. ;

Hermann, G. ;

Hinton, J. A. ;

Hofmann, W. ;

Holleran, M. ;

Horns, D. ;

Jacholkowska, A. ;

de Jager, O. C. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 457 (03) :899-915

[5] Microquasar LS 5039: a TeV gamma-ray emitter and a potential TeV neutrino source [J].

Aharonian, F. ;

Anchordoqui, L. ;

Khangulyan, D. ;

Montaruli, T. .

TAUP 2005: PROCEEDINGS OF THE NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON TOPICS IN ASTROPARTICLE AND UNDERGROUND PHYSICS, 2006, 39 :408-+

[6] First detection of a VHE gamma-ray spectral maximum from a cosmic source:: HESS discovery of the Vela X nebula [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 ;

Bühler, R ;

Büsching, I ;

Carrigan, S ;

Chadwick, PM ;

Chounet, LM ;

Cornils, R ;

Costamante, L ;

Degrange, B ;

Dickinson, HJ ;

Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Egberts, K ;

Emmanoulopoulos, D ;

Epinat, B ;

Espigat, P ;

Feinstein, F ;

Ferrero, E ;

Fontaine, G ;

Funk, S ;

Gallant, YA ;

Giebels, B ;

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 .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 448 (02) :L43-L47

[7] The HESS survey of the inner galaxy in very high energy gamma rays [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 ;

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Degrange, B ;

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Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Emmanoulopoulos, D ;

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Gallant, YA ;

Giebels, B ;

Gillessen, S ;

Glicenstein, JF ;

Goret, P ;

Hadjichristidis, C ;

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Heinzelmann, G ;

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Holleran, M ;

Horns, D ;

Jacholkowska, A ;

de Jager, OC ;

Khélifi, B ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

Latham, IJ ;

Le Gallou, R ;

Lemière, A .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2006, 636 (02) :777-797

[8] A detailed spectral and morphological study of the gamma-ray supernova remnant RX J1713.7-3946 with HESS [J].

Aharonian, F ;

Akhperjanian, AG ;

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Beilicke, M ;

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Bernlöhr, K ;

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Jacholkowska, A ;

de Jager, OC ;

Khélifi, B ;

Klages, S ;

Komin, N ;

Konopelko, A ;

Latham, IJ ;

Le Gallou, R .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 449 (01) :223-242

[9] Evidence for VHE γ-ray emission from the distant BL Lac PG 1553+113 [J].

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Breitling, F ;

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Carrigan, S ;

Chadwick, PM ;

Chounet, LM ;

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Costamante, L ;

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Dickinson, HJ ;

Djannati-Ataï, A ;

Drury, LO ;

Dubus, G ;

Egberts, K ;

Emmanoulopoulos, D ;

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Feinstein, F ;

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Hauser, D ;

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Heinzelmann, G ;

Henri, G ;

Hermann, G ;

Hinton, JA ;

Hofmann, W ;

Holleran, M ;

Horns, D ;

Jacholkowska, A ;

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[10] Discovery of very-high-energy γ-rays from the Galactic Centre ridge [J].

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Bolz, O ;

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Breitling, F ;

Brown, AM ;

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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, 439 (7077) :695-698

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