MAGIC GAMMA-RAY TELESCOPE OBSERVATION OF THE PERSEUS CLUSTER OF GALAXIES: IMPLICATIONS FOR COSMIC RAYS, DARK MATTER, AND NGC 1275

被引:109
作者
Aleksic, J. [1 ]
Antonelli, L. A. [2 ]
Antoranz, P. [3 ]
Backes, M. [4 ]
Baixeras, C. [5 ]
Balestra, S. [3 ]
Barrio, J. A. [3 ]
Bastieri, D. [6 ,7 ]
Becerra Gonzalez, J. [8 ]
Bednarek, W. [9 ]
Berdyugin, A. [10 ]
Berger, K. [10 ]
Bernardini, E. [11 ]
Biland, A. [12 ]
Bock, R. K. [6 ,7 ,13 ]
Bonnoli, G. [2 ]
Bordas, P. [14 ]
Tridon, D. Borla [13 ]
Bosch-Ramon, V. [14 ]
Bose, D. [3 ]
Braun, I. [12 ]
Bretz, T. [15 ]
Britzger, D. [13 ]
Camara, M. [3 ]
Carmona, E. [13 ]
Carosi, A. [2 ]
Colin, P. [13 ]
Commichau, S. [12 ]
Contreras, J. L. [3 ]
Cortina, J. [1 ]
Costado, M. T. [8 ,16 ]
Covino, S. [2 ]
Dazzi, F. [17 ,18 ]
De Angelis, A. [17 ,18 ]
De Cea del Pozo, E. [19 ]
De Los Reyes, R. [3 ]
De Lotto, B. [17 ,18 ]
De Maria, M. [17 ,18 ]
De Sabata, F. [17 ,18 ]
Delgado Mendez, C. [8 ]
Doert, M. [4 ]
Dominguez, A. [20 ]
Prester, D. Dominis [21 ,22 ]
Dorner, D. [12 ]
Doro, M. [6 ,7 ]
Elsaesser, D. [15 ]
Errando, M. [1 ]
Ferenc, D. [21 ,22 ]
Fonseca, M. V. [3 ]
Font, L. [5 ]
机构
[1] IFAE, E-08193 Barcelona, Spain
[2] INAF Natl Inst Astrophys, I-00136 Rome, Italy
[3] Univ Complutense, E-28040 Madrid, Spain
[4] Tech Univ Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany
[5] Univ Autonoma Barcelona, E-08193 Barcelona, Spain
[6] Univ Padua, I-35131 Padua, Italy
[7] Ist Nazl Fis Nucl, I-35131 Padua, Italy
[8] Inst Astrofis Canarias, E-38200 San Cristobal la Laguna, Spain
[9] Univ Lodz, PL-90236 Lodz, Poland
[10] Univ Turku, Tuorla Observ, FI-21500 Piikkio, Finland
[11] DESY, D-15738 Zeuthen, Germany
[12] ETH, CH-8093 Zurich, Switzerland
[13] Max Planck Inst Phys & Astrophys, D-80805 Munich, Germany
[14] Univ Barcelona, ICC IEEC, E-08028 Barcelona, Spain
[15] Univ Wurzburg, D-97074 Wurzburg, Germany
[16] Univ La Laguna, Dept Astrofis, E-38206 Tenerife, Spain
[17] Univ Udine, I-33100 Udine, Italy
[18] INFN Trieste, I-33100 Udine, Italy
[19] CSIC, Inst Ciencies Espai, IEEC, E-08193 Barcelona, Spain
[20] CSIC, Inst Astrofis Andalucia, E-18080 Granada, Spain
[21] Univ Rijeka, Inst R Boskovic, Croatian MAGIC Consortium, HR-10000 Zagreb, Croatia
[22] Univ Split, HR-10000 Zagreb, Croatia
[23] Univ Calif Davis, Davis, CA 95616 USA
[24] Univ Siena, I-53100 Siena, Italy
[25] INFN Pisa, I-53100 Siena, Italy
[26] Inst Nucl Energy Res, BG-1784 Sofia, Bulgaria
[27] Osserv Astron Trieste, INAF, I-34143 Trieste, Italy
[28] Ist Nazl Fis Nucl, I-34143 Trieste, Italy
[29] ICREA, E-08010 Barcelona, Spain
[30] Univ Pisa, I-56126 Pisa, Italy
[31] INFN Pisa, I-56126 Pisa, Italy
[32] Univ Toronto, CITA, Toronto, ON M5S 3H8, Canada
[33] Stockholm Univ, SE-10691 Stockholm, Sweden
[34] Max Planck Inst Astrophys, D-85740 Garching, Germany
[35] Kyoto Univ, Kyoto 6068502, Japan
[36] INAF Natl Inst Astrophys, I-23807 Merate, Italy
关键词
galaxies: clusters: individual (Perseus); gamma rays: general; FLUX-LIMITED SAMPLE; HARD X-RAY; MAGNETIC-FIELDS; RADIO HALOS; PARTICLE-ACCELERATION; COOLING FLOWS; BLACK-HOLE; EMISSION; TURBULENCE; PROTONS;
D O I
10.1088/0004-637X/710/1/634
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The Perseus galaxy cluster was observed by the MAGIC Cherenkov telescope for a total effective time of 24.4 hr during 2008 November and December. The resulting upper limits on the gamma-ray emission above 100 GeV are in the range of 4.6-7.5 x 10(-12) cm(-2) s(-1) for spectral indices from -1.5 to -2.5, thereby constraining the emission produced by cosmic rays, dark matter annihilations, and the central radio galaxy NGC 1275. Results are compatible with cosmological cluster simulations for the cosmic-ray-induced gamma-ray emission, constraining the average cosmic ray-to-thermal pressure to < 4% for the cluster core region (< 8% for the entire cluster).
引用
收藏
页码:634 / 647
页数:14
相关论文
共 129 条
[1]   FERMI DISCOVERY OF GAMMA-RAY EMISSION FROM NGC 1275 [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Asano, K. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Cecchi, C. ;
Celotti, A. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Colafrancesco, S. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Costamante, L. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Donato, D. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Farnier, C. ;
Favuzzi, C. ;
Finke, J. ;
Focke, W. B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 699 (01) :31-39
[2]  
ACCIARI VA, 2009, ARXIV09110740
[3]   Fast variability of tera-electron volt γ rays from the radio galaxy M87 [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. ;
Brown, A. M. ;
Buehler, R. ;
Buesching, I. ;
Carrigan, S. ;
Chadwick, P. M. ;
Chounet, L. -M. ;
Coignet, G. ;
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. ;
Fuessling, M. ;
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. ;
Hoffmann, A. ;
Hofmann, W. ;
Holleran, M. ;
Hoppe, S. .
SCIENCE, 2006, 314 (5804) :1424-1427
[4]   Very high energy gamma-ray observations of the galaxy clusters Abell 496 and Abell 85 with HESS [J].
Aharonian, F. ;
Akhperjanian, A. G. ;
Anton, G. ;
de Almeida, U. Barres ;
Bazer-Bachi, A. R. ;
Becherini, Y. ;
Behera, B. ;
Bernloehr, K. ;
Boisson, C. ;
Bochow, A. ;
Borrel, V. ;
Braun, I. ;
Brion, E. ;
Brucker, J. ;
Brun, P. ;
Buehler, R. ;
Bulik, T. ;
Buesching, I. ;
Boutelier, T. ;
Chadwick, P. M. ;
Charbonnier, A. ;
Chaves, R. C. G. ;
Cheesebrough, A. ;
Chounet, L. -M. ;
Clapson, A. C. ;
Coignet, G. ;
Dalton, M. ;
Daniel, M. K. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
Dickinson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C. ;
Dubois, F. ;
Dubus, G. ;
Dyks, J. ;
Dyrda, M. ;
Egberts, K. ;
Emmanoulopoulos, D. ;
Espigat, P. ;
Farnier, C. ;
Feinstein, F. ;
Fiasson, A. ;
Foerster, A. ;
Fontaine, G. ;
Fuessling, M. ;
Gabici, S. ;
Gallant, Y. A. ;
Gerard, L. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2009, 495 (01) :27-35
[5]   Constraints on the multi-TeV particle population in the Coma galaxy cluster with HESS observations [J].
Aharonian, F. ;
Akhperjanian, A. G. ;
Anton, G. ;
de Almeida, U. Barres ;
Bazer-Bachi, A. R. ;
Becherini, Y. ;
Behera, B. ;
Bernloehr, K. ;
Boisson, C. ;
Bochow, A. ;
Borrel, V. ;
Brion, E. ;
Brucker, J. ;
Brun, P. ;
Buehler, R. ;
Bulik, T. ;
Buesching, I. ;
Boutelier, T. ;
Chadwick, P. M. ;
Charbonnier, A. ;
Chaves, R. C. G. ;
Cheesebrough, A. ;
Chounet, L. -M. ;
Clapson, A. C. ;
Coignet, G. ;
Dalton, M. ;
Daniel, M. K. ;
Davids, I. D. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
Dickinson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C. ;
Dubois, F. ;
Dubus, G. ;
Dyks, J. ;
Dyrda, M. ;
Egberts, K. ;
Emmanoulopoulos, D. ;
Espigat, P. ;
Farnier, C. ;
Feinstein, F. ;
Fiasson, A. ;
Foerster, A. ;
Fontaine, G. ;
Fuessling, M. ;
Gabici, S. ;
Gallant, Y. A. ;
Gerard, L. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2009, 502 (02) :437-443
[6]   DISCOVERY OF VERY HIGH ENERGY γ-RAY EMISSION FROM CENTAURUS A WITH HESS [J].
Aharonian, F. ;
Akhperjanian, A. G. ;
Anton, G. ;
de Almeida, U. Barres ;
Bazer-Bachi, A. R. ;
Becherini, Y. ;
Behera, B. ;
Benbow, W. ;
Bernloehr, K. ;
Boisson, C. ;
Bochow, A. ;
Borrel, V. ;
Brion, E. ;
Brucker, J. ;
Brun, P. ;
Buehler, R. ;
Bulik, T. ;
Buesching, I. ;
Boutelier, T. ;
Chadwick, P. M. ;
Charbonnier, A. ;
Chaves, R. C. G. ;
Cheesebrough, A. ;
Chounet, L. -M. ;
Clapson, A. C. ;
Coignet, G. ;
Dalton, M. ;
Daniel, M. K. ;
Davids, I. D. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
Dickinson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C. ;
Dubois, F. ;
Dubus, G. ;
Dyks, J. ;
Dyrda, M. ;
Egberts, K. ;
Emmanoulopoulos, D. ;
Espigat, P. ;
Farnier, C. ;
Feinstein, F. ;
Fiasson, A. ;
Foerster, A. ;
Fontaine, G. ;
Fuessling, M. ;
Gabici, S. ;
Gallant, Y. A. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2009, 695 (01) :L40-L44
[7]   GALAXY CLUSTERS IN THE SWIFT/BURST ALERT TELESCOPE ERA: HARD X-RAYS IN THE INTRACLUSTER MEDIUM [J].
Ajello, M. ;
Rebusco, P. ;
Cappelluti, N. ;
Reimer, O. ;
Boehringer, H. ;
Greiner, J. ;
Gehrels, N. ;
Tueller, J. ;
Moretti, A. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 690 (01) :367-388
[8]   FADC signal reconstruction for the MAGIC telescope [J].
Albert, J. ;
Aliu, E. ;
Anderhub, H. ;
Antoranz, P. ;
Armada, A. ;
Asensio, M. ;
Baixeras, C. ;
Barrio, J. A. ;
Bartko, H. ;
Bastieri, D. ;
Becker, J. ;
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. ;
Ciprini, S. ;
Coarasa, J. A. ;
Commichau, S. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Costado, M. T. ;
Curtef, V. ;
Danielyan, V. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
Delgado, C. ;
de los Reyes, R. ;
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. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2008, 594 (03) :407-419
[9]   Upper limit for γ-ray emission above 140 GeV from the dwarf spheroidal galaxy Draco [J].
Albert, J. ;
Aliu, E. ;
Anderhub, H. ;
Antoranz, P. ;
Backes, M. ;
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. ;
Commichau, S. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Costado, M. T. ;
Curtef, V. ;
Danielyan, V. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
Delgado, C. ;
de los Reyes, R. ;
De Lotto, B. ;
De Maria, M. ;
De Sabata, F. ;
Dorner, D. ;
Doro, M. ;
Errando, M. ;
Fagiolini, M. ;
Ferenc, D. ;
Fernandez, E. ;
Firpo, R. ;
Fonseca, M. V. ;
Font, L. ;
Fuchs, M. ;
Galante, N. ;
Garcia-Lopez, R. J. ;
Garczarczyk, M. ;
Gaug, M. ;
Goebel, F. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2008, 679 (01) :428-431
[10]   Implementation of the Random Forest method for the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope MAGIC [J].
Albert, J. ;
Aliu, E. ;
Anderhub, H. ;
Antoranz, P. ;
Armada, A. ;
Asensio, M. ;
Baixeras, C. ;
Barrio, J. A. ;
Bartko, H. ;
Bastieri, D. ;
Becker, J. ;
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. ;
Ciprini, S. ;
Coarasa, J. A. ;
Commichau, S. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Costado, M. T. ;
Curtef, V. ;
Danielyan, V. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
Delgado, C. ;
de los Reyes, R. ;
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. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2008, 588 (03) :424-432