We report on a survey of the inner part of the Galactic plane in very high energy gamma rays with the H.E.S.S. Cerenkov telescope system. The Galactic plane between ±30° in longitude and ±3° in latitude relative to the Galactic center was observed in 500 pointings for a total of 230 hr, reaching an average flux sensitivity of 2% of the Crab Nebula at energies above 200 GeV. Fourteen previously unknown sources were detected at a significance level greater than 4 σ after accounting for all trials involved in the search. Initial results on the eight most significant of these sources were already reported elsewhere (Aharonian and coworkers). Here we present detailed spectral and morphological information for all the new sources, along with a discussion on possible counterparts in other wavelength bands. The distribution in Galactic latitude of the detected sources appears to be consistent with a scale height in the Galactic disk for the parent population smaller than 100 pc, consistent with expectations for supernova remnants and/or pulsar wind nebulae.

MAGIC is a system of two Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes located in the Canary island of La Palma, Spain. During summer 2011 and 2012 it underwent a series of upgrades, involving the exchange of the MAGIC-I camera and its trigger system, as well as the upgrade of the readout system of both telescopes. We use observations of the Crab Nebula taken at low and medium zenith angles to assess the key performance parameters of the MAGIC stereo system. For low zenith angle observations, the standard trigger threshold of the MAGIC telescopes is ~50GeV. The integral sensitivity for point-like sources with Crab Nebula-like spectrum above 220GeV is (0.66+/-0.03)% of Crab Nebula flux in 50 h of observations. The angular resolution, defined as the sigma of a 2-dimensional Gaussian distribution, at those energies is < 0.07 degree, while the energy resolution is 16%. We also re-evaluate the effect of the systematic uncertainty on the data taken with the MAGIC telescopes after the upgrade. We estimate that the systematic uncertainties can be divided in the following components: < 15% in energy scale, 11-18% in flux normalization and +/-0.15 for the energy spectrum power-law slope.

Exotic origin for cosmic positrons Several cosmic-ray detectors have found more positrons arriving at Earth than expected. Some researchers interpret this as a signature of exotic physics, such as the annihilation of dark matter particles. Others prefer a more mundane explanation that involves positron generation at pulsars followed by diffusion to Earth. Abeysekara et al. detected extended emission of gamma rays around two nearby pulsars, generated by high-energy electrons and positrons. The size of the extended emission was used to calculate how far positrons generated by the pulsars diffuse through space—which turns out to be insufficient to reach Earth. The excess positrons detected on Earth must therefore have a more exotic origin than nearby pulsars. Science , this issue p. 911

We present the first joint analysis of gamma-ray data from the MAGIC Cherenkov telescopes and the Fermi Large Area Telescope (LAT) to search for gamma-ray signals from dark matter annihilation in dwarf satellite galaxies. We combine 158 hours of Segue 1 observations with MAGIC with 6-year observations of 15 dwarf satellite galaxies by the Fermi -LAT. We obtain limits on the annihilation cross-section for dark matter particle masses between 10 GeV and 100 TeV—the widest mass range ever explored by a single gamma-ray analysis. These limits improve on previously published Fermi -LAT and MAGIC results by up to a factor of two at certain masses. Our new inclusive analysis approach is completely generic and can be used to perform a global, sensitivity-optimized dark matter search by combining data from present and future gamma-ray and neutrino detectors.

The Crab Nebula is the brightest TeV gamma-ray source in the sky and has been used for the past 25 years as a reference source in TeV astronomy, for calibration and verification of new TeV instruments. The High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC), completed in early 2015, has been used to observe the Crab Nebula at high significance across nearly the full spectrum of energies to which HAWC is sensitive. HAWC is unique for its wide field-of-view, nearly 2 sr at any instant, and its high-energy reach, up to 100 TeV. HAWC's sensitivity improves with the gamma-ray energy. Above $\sim$1 TeV the sensitivity is driven by the best background rejection and angular resolution ever achieved for a wide-field ground array. We present a time-integrated analysis of the Crab using 507 live days of HAWC data from 2014 November to 2016 June. The spectrum of the Crab is fit to a function of the form $ϕ(E) = ϕ_0 (E/E_{0})^{-α-β\cdot{\rm{ln}}(E/E_{0})}$. The data is well-fit with values of $α=2.63\pm0.03$, $β=0.15\pm0.03$, and log$_{10}(ϕ_0~{\rm{cm}^2}~{\rm{s}}~{\rm{TeV}})=-12.60\pm0.02$ when $E_{0}$ is fixed at 7 TeV and the fit applies between 1 and 37 TeV. Study of the systematic errors in this HAWC measurement is discussed and estimated to be $\pm$50\% in the photon flux between 1 and 37 TeV. Confirmation of the Crab flux serves to establish the HAWC instrument's sensitivity for surveys of the sky. The HAWC survey will exceed sensitivity of current-generation observatories and open a new view of 2/3 of the sky above 10 TeV.

We present the first catalog of TeV gamma-ray sources realized with the recently completed High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC). It is the most sensitive wide field-of-view TeV telescope currently in operation, with a 1-year survey sensitivity of ~5-10% of the flux of the Crab Nebula. With an instantaneous field of view >1.5 sr and >90% duty cycle, it continuously surveys and monitors the sky for gamma ray energies between hundreds GeV and tens of TeV. HAWC is located in Mexico at a latitude of 19 degree North and was completed in March 2015. Here, we present the 2HWC catalog, which is the result of the first source search realized with the complete HAWC detector. Realized with 507 days of data and represents the most sensitive TeV survey to date for such a large fraction of the sky. A total of 39 sources were detected, with an expected contamination of 0.5 due to background fluctuation. Out of these sources, 16 are more than one degree away from any previously reported TeV source. The source list, including the position measurement, spectrum measurement, and uncertainties, is reported. Seven of the detected sources may be associated with pulsar wind nebulae, two with supernova remnants, two with blazars, and the remaining 23 have no firm identification yet.

We present the first catalog of gamma-ray sources emitting above 56 and 100 TeV with data from the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory, a wide field-of-view observatory capable of detecting gamma rays up to a few hundred TeV. Nine sources are observed above 56 TeV, all of which are likely Galactic in origin. Three sources continue emitting past 100 TeV, making this the highest-energy gamma-ray source catalog to date. We report the integral flux of each of these objects. We also report spectra for three highest-energy sources and discuss the possibility that they are PeVatrons.