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Search for very-high-energy γ-ray emission from Galactic globular clusters with H.E.S.S

Authors :
Collaboration, H. E. S. S.
Abramowski, A.
Acero, F.
Aharonian, F.
Akhperjanian, A. G.
Anton, G.
Balenderan, S.
Balzer, A.
Barnacka, A.
Becherini, Y.
Tjus, J. Becker
Bernlöhr, K.
Birsin, E.
Biteau, J.
Bochow, A.
Boisson, C.
Bolmont, J.
Bordas, P.
Brucker, J.
Brun, F.
Brun, P.
Bulik, T.
Carrigan, S.
Casanova, S.
Cerruti, M.
Chadwick, P. M.
Chaves, R. C. G.
Cheesebrough, A.
Colafrancesco, S.
Cologna, G.
Conrad, J.
Couturier, C.
Dalton, M.
Daniel, M. K.
Davids, I. D.
Degrange, B.
Deil, C.
deWilt, P.
Dickinson, H. J.
Djannati-Ataï, A.
Domainko, W.
Drury, L. O'C.
Dubus, G.
Dutson, K.
Dyks, J.
Dyrda, M.
Egberts, K.
Eger, P.
Espigat, P.
Fallon, L.
Farnier, C.
Fegan, S.
Feinstein, F.
Fernandes, M. V.
Fernandez, D.
Fiasson, A.
Fontaine, G.
Förster, A.
Füßling, M.
Gajdus, M.
Gallant, Y. A.
Garrigoux, T.
Gast, H.
Giebels, B.
Glicenstein, J. F.
Glück, B.
Göring, D.
Grondin, M. -H.
Grudzińska, M.
Häffner, S.
Hague, J. D.
Hahn, J.
Hampf, D.
Harris, J.
Heinz, S.
Heinzelmann, G.
Henri, G.
Hermann, G.
Hillert, A.
Hinton, J. A.
Hofmann, W.
Hofverberg, P.
Holler, M.
Horns, D.
Jacholkowska, A.
Jahn, C.
Jamrozy, M.
Jung, I.
Kastendieck, M. A.
Katarzyński, K.
Katz, U.
Kaufmann, S.
Khélifi, B.
Klepser, S.
Klochkov, D.
Kluźniak, W.
Kneiske, T.
Kolitzus, D.
Komin, Nu.
Kosack, K.
Kossakowski, R.
Krayzel, F.
Krüger, P. P.
Laffon, H.
Lamanna, G.
Lefaucheur, J.
Lemoine-Goumard, M.
Lenain, J. -P.
Lennarz, D.
Lohse, T.
Lopatin, A.
Lu, C. -C.
Marandon, V.
Marcowith, A.
Masbou, J.
Maurin, G.
Maxted, N.
Mayer, M.
McComb, T. J. L.
Medina, M. C.
Méhault, J.
Menzler, U.
Moderski, R.
Mohamed, M.
Moulin, E.
Naumann, C. L.
Naumann-Godo, M.
de Naurois, M.
Nedbal, D.
Nguyen, N.
Niemiec, J.
Nolan, S. J.
Ohm, S.
Wilhelmi, E. de Oña
Opitz, B.
Ostrowski, M.
Oya, I.
Panter, M.
Parsons, R. D.
Arribas, M. Paz
Pekeur, N. W.
Pelletier, G.
Perez, J.
Petrucci, P. -O.
Peyaud, B.
Pita, S.
Pühlhofer, G.
Punch, M.
Quirrenbach, A.
Raab, S.
Raue, M.
Reimer, A.
Reimer, O.
Renaud, M.
Reyes, R. de los
Rieger, F.
Ripken, J.
Rob, L.
Rosier-Lees, S.
Rowell, G.
Rudak, B.
Rulten, C. B.
Sahakian, V.
Sanchez, D. A.
Santangelo, A.
Schlickeiser, R.
Schulz, A.
Schwanke, U.
Schwarzburg, S.
Schwemmer, S.
Sheidaei, F.
Skilton, J. L.
Sol, H.
Spengler, G.
Stawarz, Ł.
Steenkamp, R.
Stegmann, C.
Stinzing, F.
Stycz, K.
Sushch, I.
Szostek, A.
Tavernet, J. -P.
Terrier, R.
Tluczykont, M.
Trichard, C.
Valerius, K.
van Eldik, C.
Vasileiadis, G.
Venter, C.
Viana, A.
Vincent, P.
Völk, H. J.
Volpe, F.
Vorobiov, S.
Vorster, M.
Wagner, S. J.
Ward, M.
White, R.
Wierzcholska, A.
Wouters, D.
Zacharias, M.
Zajczyk, A.
Zdziarski, A. A.
Zech, A.
Zechlin, H. -S.
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM)
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)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
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)
Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585))
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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)
H.E.S.S. Collaboration
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-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)
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)
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)
GLAST
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
HESS
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)
Université de Montpellier (UM)-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)
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)
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)
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
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Dipartimento di Astronomia, Universita degli Studi di Bologna
Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)-Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules)
Source :
Astronomy and astrophysics, 2013, Vol.551, pp.A26 [Peer Reviewed Journal], Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2013, 551, pp.A26. ⟨10.1051/0004-6361/201220719⟩, Astronomy and astrophysics 551, 1-8 (2012). doi:10.1051/0004-6361/201220719, CONICET Digital (CONICET), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, instacron:CONICET, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2013, 551, pp.A26. ⟨10.1051/0004-6361/201220719⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
EDP Science, 2013.

Abstract

Globular clusters (GCs) are established emitters of high-energy (HE, 100 MeV100 GeV) \gamma-ray regime, judging from the recent detection of a signal from the direction of Terzan 5 with the H.E.S.S. telescope array. We searched for point-like and extended VHE \gamma-ray emission from 15 GCs serendipitously covered by H.E.S.S observations and also performed a stacking analysis combining the data from all GCs to investigate the hypothesis of a population of faint emitters. Assuming IC emission as the origin of the VHE \gamma-ray signal from the direction of Terzan 5, we calculated the expected \gamma-ray flux from each of the 15 GCs, based on their number of millisecond pulsars, their optical brightness and the energy density of background photon fields. We did not detect significant VHE \gamma-ray emission from any of the 15 GCs in either of the two analyses. Given the uncertainties related to the parameter determinations, the obtained flux upper limits allow to rule out the simple IC/msPSR scaling model for NGC 6388 and NGC 7078. The upper limits derived from the stacking analyses are factors between 2 and 50 below the flux predicted by the simple leptonic scaling model, depending on the assumed source extent and the dominant target photon fields. Therefore, Terzan 5 still remains exceptional among all GCs, as the VHE \gamma-ray emission either arises from extra-ordinarily efficient leptonic processes, or from a recent catastrophic event, or is even unrelated to the GC itself.<br />Comment: 8 pages, 1 figure, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics

Details

ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and astrophysics, 2013, Vol.551, pp.A26 [Peer Reviewed Journal], Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2013, 551, pp.A26. ⟨10.1051/0004-6361/201220719⟩, Astronomy and astrophysics 551, 1-8 (2012). doi:10.1051/0004-6361/201220719, CONICET Digital (CONICET), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, instacron:CONICET, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2013, 551, pp.A26. ⟨10.1051/0004-6361/201220719⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7b50722b3052ab7717c2c174b35c75fd