The Search for Spatial Extension in High-latitude Sources Detected by the $Fermi$ Large Area Telescope

M. Ackermann; M. Ajello; L. Baldini; J. Ballet; G. Barbiellini; D. Bastieri; R. Bellazzini; E. Bissaldi; R.D. Blandford; E.D. Bloom; R. Bonino; E. Bottacini; T.J. Brandt; J. Bregeon; P. Bruel; R. Buehler; R.A. Cameron; R. Caputo; P.A. Caraveo; D. Castro; E. Cavazzuti; E. Charles; C.C. Cheung; G. Chiaro; S. Ciprini; Johann Cohen-Tanugi; D. Costantin; S. Cutini; F. d'Ammando; F. de Palma; A. Desai; N. Di Lalla; M. Di Mauro; L. Di Venere; C. Favuzzi; J. Finke; A. Franckowiak; Y. Fukazawa; S. Funk; P. Fusco; F. Gargano; D. Gasparrini; N. Giglietto; F. Giordano; M. Giroletti; D. Green; I.A. Grenier; L. Guillemot; S. Guiriec; E. Hays; J.W. Hewitt; D. Horan; G. Jóhannesson; S. Kensei; M. Kuss; S. Larsson; L. Latronico; M. Lemoine-Goumard; J. Li; F. Longo; F. Loparco; M.N. Lovellette; P. Lubrano; J.D. Magill; S. Maldera; A. Manfreda; M.N. Mazziotta; J.E. Mcenery; M. Meyer; T. Mizuno; M.E. Monzani; A. Morselli; I.V. Moskalenko; M. Negro; E. Nuss; N. Omodei; M. Orienti; E. Orlando; J.F. Ormes; M. Palatiello; V.S. Paliya; D. Paneque; J.S. Perkins; M. Persic; M. Pesce-Rollins; F. Piron; T.A. Porter; G. Principe; S. Rainò; R. Rando; B. Rani; S. Razzaque; A. Reimer; O. Reimer; T. Reposeur; C. Sgrò; E.J. Siskind; G. Spandre; P. Spinelli; D.J. Suson; H. Tajima; J.B. Thayer; L. Tibaldo; D.F. Torres; G. Tosti; J. Valverde; T.M. Venters; M. Vogel; K. Wood; M. Wood; G. Zaharijas; J. Biteau

doi:10.3847/1538-4365/aacdf7

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The Search for Spatial Extension in High-latitude Sources Detected by the $Fermi$ Large Area Telescope

Journal article

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The Search for Spatial Extension in High-latitude Sources Detected by the $Fermi$ Large Area Telescope

M. Ackermann, M. Ajello, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, R. Bellazzini, E. Bissaldi, R.D. Blandford, E.D. Bloom, …

Astrophys.J.Suppl, Vol.237(2)

2018

DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4365/aacdf7

Abstract

BL Lacertae objects: general

catalogs

gamma rays: general

ISM: H ii Regions

ISM: supernova remnants

We present a search for spatial extension in high-latitude () sources in recent Fermi point source catalogs. The result is the Fermi High-Latitude Extended Sources Catalog, which provides source extensions (or upper limits thereof) and likelihood profiles for a suite of tested source morphologies. We find 24 extended sources, 19 of which were not previously characterized as extended. These include sources that are potentially associated with supernova remnants and star-forming regions. We also found extended γ-ray emission in the vicinity of the Cen A radio lobes and—at GeV energies for the first time—spatially coincident with the radio emission of the SNR CTA 1, as well as from the Crab Nebula. We also searched for halos around active galactic nuclei, which are predicted from electromagnetic cascades induced by the e + e − pairs that are deflected in intergalactic magnetic fields. These pairs are produced when γ-rays interact with background radiation fields. We do not find evidence for extension in individual sources or in stacked source samples. This enables us to place limits on the flux of the extended source components, which are then used to constrain the intergalactic magnetic field to be stronger than 3 × 10−16 G for a coherence length λ ≳ 10 kpc, even when conservative assumptions on the source duty cycle are made. This improves previous limits by several orders of magnitude.

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Details

Title: The Search for Spatial Extension in High-latitude Sources Detected by the $Fermi$ Large Area Telescope
Creators - without role: M. Ackermann - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
M. Ajello - Clemson University
L. Baldini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
J. Ballet - Astrophysique, Instrumentation et Modélisation
G. Barbiellini - University of Trieste
D. Bastieri - University of Padua
R. Bellazzini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. Bissaldi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R.D. Blandford - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
E.D. Bloom - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. Bonino - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Bottacini - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
T.J. Brandt - Goddard Space Flight Center
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
P. Bruel - École Polytechnique
R. Buehler - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
R.A. Cameron - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. Caputo
P.A. Caraveo - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
D. Castro - Goddard Space Flight Center
E. Cavazzuti - Agenzia Spaziale Italiana
E. Charles - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
C.C. Cheung - United States Naval Research Laboratory
G. Chiaro - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
S. Ciprini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Johann Cohen-Tanugi - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
D. Costantin - University of Padua
S. Cutini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
F. d'Ammando
F. de Palma - Pegaso University
A. Desai - Clemson University
N. Di Lalla - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
M. Di Mauro - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Di Venere - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
C. Favuzzi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
J. Finke - United States Naval Research Laboratory
A. Franckowiak - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
Y. Fukazawa - Hiroshima University
S. Funk - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
P. Fusco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
F. Gargano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
D. Gasparrini - Agenzia Spaziale Italiana
N. Giglietto - Polytechnic University of Bari
F. Giordano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M. Giroletti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
D. Green - Goddard Space Flight Center
I.A. Grenier - Astrophysique, Instrumentation et Modélisation
L. Guillemot - Centre National de la Recherche Scientifique
S. Guiriec - Goddard Space Flight Center
E. Hays - Goddard Space Flight Center
J.W. Hewitt - University of North Florida
D. Horan - Laboratoire Leprince-Ringuet
G. Jóhannesson - Stockholm University
S. Kensei - Hiroshima University
M. Kuss - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Larsson - Fraunhofer Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics
L. Latronico - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
M. Lemoine-Goumard - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
J. Li - Institute of Space Sciences
F. Longo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
F. Loparco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M.N. Lovellette - United States Naval Research Laboratory
P. Lubrano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
J.D. Magill - University of Maryland, College Park
S. Maldera - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
A. Manfreda - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
M.N. Mazziotta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
J.E. Mcenery - Goddard Space Flight Center
M. Meyer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
T. Mizuno - Hiroshima University
M.E. Monzani - SLAC National Accelerator Laboratory
A. Morselli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
I.V. Moskalenko - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Negro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Nuss - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
N. Omodei - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Orienti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
E. Orlando - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J.F. Ormes - University of Denver
M. Palatiello - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
V.S. Paliya - Clemson University
D. Paneque - Max Planck Institute for Physics
J.S. Perkins - Goddard Space Flight Center
M. Persic - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
M. Pesce-Rollins - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
F. Piron - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
T.A. Porter - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
G. Principe - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
S. Rainò - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. Rando - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
B. Rani - Goddard Space Flight Center
S. Razzaque - University of Johannesburg
A. Reimer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
O. Reimer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
T. Reposeur - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
C. Sgrò - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E.J. Siskind - Real Time Tomography
G. Spandre - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
P. Spinelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
D.J. Suson - Purdue University Northwest
H. Tajima - Nagoya University
J.B. Thayer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Tibaldo - Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie
D.F. Torres - Institute of Space Sciences
G. Tosti - University of Perugia
J. Valverde - Laboratoire Leprince-Ringuet
T.M. Venters - Goddard Space Flight Center
M. Vogel - California State University Los Angeles
K. Wood - Praxis
M. Wood - SLAC National Accelerator Laboratory
G. Zaharijas - University of Nova Gorica
J. Biteau - Université Paris-Sud
Publication Details: Astrophys.J.Suppl, Vol.237(2)
Identifiers: 9933734009311
Academic Unit: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: hal-01815199