HAL : in2p3-00585464, version 1

arXiv : 1012.1952

DOI : 10.1051/0004-6361/201015759

Fiche détaillée

Récupérer au format BibTeX - EndNote - TEI - RefWorks -

Astronomy and Astrophysics 523 (2010) L2

Fermi Large Area Telescope observations of Local Group galaxies: Detection of M31 and search for M33

A. A. Abdo, M. Ackermann, M. Ajello, A. Allafort, W. B. Atwood, L. Baldini, J. Ballet1, G. Barbiellini, D. Bastieri, K. Bechtol, R. Bellazzini, B. Berenji, R. D. Blandford, E. D. Bloom, E. Bonamente, A. W. Borgland, A. Bouvier, T. J. Brandt2, J. Bregeon, M. Brigida, P. Bruel3, R. Buehler, T. H. Burnett, S. Buson, G. A. Caliandro, R. A. Cameron, A. Cannon, P. A. Caraveo, J. M. Casandjian1, C. Cecchi, Ö. Çelik, E. Charles, A. Chekhtman, J. Chiang, S. Ciprini, R. Claus, J. Cohen-Tanugi4, J. Conrad, C. D. Dermer, A. De Angelis, F. De Palma, S. W. Digel, E. Do Couto E Silva, P. S. Drell, A. Drlica-Wagner, R. Dubois, C. Favuzzi, S. J. Fegan3, P. Fortin3, M. Frailis, Y. Fukazawa, S. Funk, P. Fusco, F. Gargano, S. Germani, N. Giglietto, F. Giordano, M. Giroletti, T. Glanzman, G. Godfrey, I. A. Grenier1, M.-H. Grondin5, S. Guiriec, M. Gustafsson, D. Hadasch, A. K. Harding, K. Hayashi, M. Hayashida, E. Hays, S. E. Healey, P. Jean, G. Jóhannesson, A. S. Johnson, R. P. Johnson, T. J. Johnson, T. Kamae, H. Katagiri, J. Kataoka, M. Kerr, J. Knödlseder, M. Kuss, J. Lande, L. Latronico, S.-H. Lee, M. Lemoine-Goumard5, F. Longo, F. Loparco, B. Lott5, M. N. Lovellette, P. Lubrano, G. M. Madejski, A. Makeev, P. Martin, M. N. Mazziotta, J. Mehault4, P. F. Michelson, W. Mitthumsiri, T. Mizuno, A. A. Moiseev, C. Monte, M. E. Monzani, A. Morselli, I. V. Moskalenko, S. Murgia, M. Naumann-Godo, P. L. Nolan, J. P. Norris, E. Nuss4, T. Ohsugi, A. Okumura, N. Omodei, E. Orlando, J. F. Ormes, M. Ozaki, D. Paneque, J. H. Panetta, D. Parent5, M. Pepe, M. Persic, M. Pesce-Rollins, F. Piron4, T. A. Porter, S. Rainò, R. Rando, M. Razzano, A. Reimer, O. Reimer, S. Ritz, R. W. Romani, H. F.-W. Sadrozinski, P. M. Saz Parkinson, C. Sgrò, E. J. Siskind, D. A. Smith5, P. D. Smith, G. Spandre, P. Spinelli, M. S. Strickman, L. Strigari, A. W. Strong, D. J. Suson, H. Takahashi, T. Takahashi, T. Tanaka, J. B. Thayer, D. J. Thompson, L. Tibaldo1, D. F. Torres, G. Tosti, A. Tramacere, Y. Uchiyama, T. L. Usher, J. Vandenbroucke, G. Vianello, N. Vilchez2, V. Vitale, A. P. Waite, P. Wang, B. L. Winer, K. S. Wood, Z. Yang, M. Ziegler

Fermi-LAT Collaboration(s)

(11/2010)

Cosmic rays (CRs) can be studied through the galaxy-wide gamma-ray emission that they generate when propagating in the interstellar medium. The comparison of the diffuse signals from different systems may inform us about the key parameters in CR acceleration and transport. We aim to determine and compare the properties of the CR-induced gamma-ray emission of several Local Group galaxies. We use 2 years of nearly continuous sky-survey observations obtained with the Large Area Telescope aboard the Fermi Gamma-ray Space Telescope to search for gamma-ray emission from M31 and M33. We compare the results with those for the Large Magellanic Cloud, the Small Magellanic Cloud, the Milky Way, and the starburst galaxies M82 and NGC253. We detect a gamma-ray signal at 5sigma significance in the energy range 200 MeV-20 GeV that is consistent with originating from M31. The integral photon flux above 100MeV amounts to 9.1 +/- 1.9 (stat) +/- 1.0 (sys) x10e-9 ph/cm2/s. We find no evidence for emission from M33 and derive an upper limit on the photon flux >100MeV of 5.1 x10e-9 ph/cm2/s (2sigma). Comparing these results to the properties of other Local Group galaxies, we find indications for a correlation between star formation rate and gamma-ray luminosity that also holds for the starburst galaxies. The gamma-ray luminosity of M31 is about half that of the Milky Way, which implies that the ratio between the average CR densities in M31 and the Milky Way amounts to 0.35 +/- 0.25. The observed correlation between gamma-ray luminosity and star formation rate suggests that the flux of M33 is not far below the current upper limit from the LAT observations.

1 :	AIM - Astrophysique Interactions Multi-échelles
2 :	CESR - Centre d'étude spatiale des rayonnements
3 :	LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
4 :	LPTA - Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules
5 :	CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan

Thème(s)

:

Physique/Astrophysique/Phénomènes cosmiques de haute energie Planète et Univers/Astrophysique/Phénomènes cosmiques de haute energie

Mot(s)-clé(s) : Local Group / cosmic rays / gamma rays: galaxies

in2p3-00585464, version 1

http://hal.in2p3.fr/in2p3-00585464

oai:hal.in2p3.fr:in2p3-00585464

Contributeur : Virginie Mas <>

Déposé pour le compte de : David Smith <>

Soumis le : Mercredi 13 Avril 2011, 00:02:19

Dernière modification le : Mercredi 13 Avril 2011, 07:04:05