Very high energy gamma-ray observations of the galaxy clusters Abell 496 and Abell 85 with H.E.S.S

Autor: F. Aharonian, A. G. Akhperjanian, G. Anton, U. Barres de Almeida, A. R. Bazer-Bachi, Y. Becherini, B. Behera, K. Bernlöhr, C. Boisson, A. Bochow, V. Borrel, I. Braun, E. Brion, J. Brucker, P. Brun, R. Bühler, T. Bulik, I. Büsching, T. Boutelier, P. M. Chadwick, A. Charbonnier, R. C. G. Chaves, A. Cheesebrough, L.-M. Chounet, A. C. Clapson, G. Coignet, M. Dalton, M. K. Daniel, B. Degrange, C. Deil, H. J. Dickinson, A. Djannati-Ataï, W. Domainko, L. O'C. Drury, F. Dubois, G. Dubus, J. Dyks, M. Dyrda, K. Egberts, D. Emmanoulopoulos, P. Espigat, C. Farnier, F. Feinstein, A. Fiasson, A. Förster, G. Fontaine, M. Füßling, S. Gabici, Y. A. Gallant, L. Gérard, B. Giebels, J. F. Glicenstein, B. Glück, P. Goret, D. Hauser, M. Hauser, S. Heinz, G. Heinzelmann, G. Henri, G. Hermann, J. A. Hinton, A. Hoffmann, W. Hofmann, M. Holleran, S. Hoppe, D. Horns, A. Jacholkowska, O. C. de Jager, I. Jung, K. Katarzyński, U. Katz, S. Kaufmann, E. Kendziorra, M. Kerschhaggl, D. Khangulyan, B. Khélifi, D. Keogh, Nu. Komin, K. Kosack, G. Lamanna, J.-P. Lenain, T. Lohse, V. Marandon, J. M. Martin, O. Martineau-Huynh, A. Marcowith, D. Maurin, T. J. L. McComb, M. C. Medina, R. Moderski, E. Moulin, M. Naumann-Godo, M. de Naurois, D. Nedbal, D. Nekrassov, J. Niemiec, S. J. Nolan, S. Ohm, J.-F. Olive, E. de Oña Wilhelmi, K. J. Orford, M. Ostrowski, M. Panter, M. Paz Arribas, G. Pedaletti, G. Pelletier, P.-O. Petrucci, S. Pita, G. Pühlhofer, M. Punch, A. Quirrenbach, B. C. Raubenheimer, M. Raue, S. M. Rayner, M. Renaud, F. Rieger, J. Ripken, L. Rob, S. Rosier-Lees, G. Rowell, B. Rudak, C. B. Rulten, J. Ruppel, V. Sahakian, A. Santangelo, R. Schlickeiser, F. M. Schöck, R. Schröder, U. Schwanke, S. Schwarzburg, S. Schwemmer, A. Shalchi, J. L. Skilton, H. Sol, D. Spangler, Ł. Stawarz, R. Steenkamp, C. Stegmann, G. Superina, A. Szostek, P. H. Tam, J.-P. Tavernet, R. Terrier, O. Tibolla, C. van Eldik, G. Vasileiadis, C. Venter, L. Venter, J. P. Vialle, P. Vincent, M. Vivier, H. J. Völk, F. Volpe, S. J. Wagner, M. Ward, A. A. Zdziarski, A. Zech
Přispěvatelé: Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), APC - Astrophysique des Hautes Energies (APC - AHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna, Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO), Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules (LPTA), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), HESS, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna, Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2009
Předmět:
[SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]
Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena
Flux
FOS: Physical sciences
Cosmic ray
IACT
Astrophysics
Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics
Gamma rays: observations
01 natural sciences
7. Clean energy
[PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]
0103 physical sciences
Cluster (physics)
010303 astronomy & astrophysics
Galaxy cluster
Abell 85
Physics
Accretion (meteorology)
010308 nuclear & particles physics
Astrophysics (astro-ph)
Gamma ray
observations [gamma rays]
Astronomy and Astrophysics
Galaxy
Space and Planetary Science
clusters: individual: Abell 496 [galaxies]
Galaxies: clusters: individual: Abell 496
clusters: individual: Abell 85 [galaxies]
Zdroj: Astronomy and Astrophysics-A&A
Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2009, 495, pp.27-35. ⟨10.1051/0004-6361:200811372⟩
Astronomy and Astrophysics-A&A, 2009, 495, pp.27-35. ⟨10.1051/0004-6361:200811372⟩
ISSN: 0004-6361
Popis: Aims: The nearby galaxy clusters Abell 496 and Abell 85 are studied in the very high energy (VHE, E > 100 GeV) band to investigate VHE cosmic rays (CRs) in this class of objects which are the largest gravitationally bound systems in the Universe. Methods: H.E.S.S., an array of four Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes (IACT), is used to observe the targets in the range of VHE gamma rays. Results: No significant gamma-ray signal is found at the respective position of the two clusters with several different source size assumptions for each target. In particular, emission regions corresponding to the high density core, to the extension of the entire X-ray emission in these clusters, and to the very extended region where the accretion shock is expected, are investigated. Upper limits are derived for the gamma-ray flux at energies E>570 GeV for Abell 496 and E>460 GeV for Abell 85. Conclusions: From the non-detection in VHE gamma rays, upper limits on the total energy of hadronic CRs in the clusters are calculated. If the cosmic-ray energy density follows the large scale gas density profile, the limit on the fraction of energy in these non-thermal particles with respect to the total thermal energy of the intra-cluster medium (ICM) is 51% for Abell 496 and only 8% for Abell 85 due to its larger mass and higher gas density. These upper limits are compared with theoretical estimates. They predict about ~10% of the thermal energy of the ICM in non-thermal particles. The observations presented here can constrain these predictions especially for the case of the Abell 85 cluster.
11 pages, 4 figures, accepted for publication in A&A
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: