Pulsed Gamma-rays from PSR J2021+3651 with the Fermi Large Area Telescope - Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules
Article Dans Une Revue The Astrophysical Journal Année : 2009

Pulsed Gamma-rays from PSR J2021+3651 with the Fermi Large Area Telescope

Dermer 1 , A. de Angelis 28 , A. de Luca 29 , F. de Palma 13

A.A. Abdo , Markus Ackermann , Marco Ajello , W.B. Atwood , Luca Baldini , Jean Ballet (1) , Guido Barbiellini , D. Bastieri , M. Battelino , B.M. Baughman , K. Bechtol , R. Bellazzini , B. Berenji , E.D. Bloom , G. Bogaert (2) , A.W. Borgland , J. Bregeon , A. Brez , M. Brigida , Pascal Bruel (2) , T.H. Burnett , G.A. Caliandro , R.A. Cameron , F. Camilo , P. A. Caraveo , J.M. Casandjian (1) , C. Cecchi , E. Charles , A. Chekhtman , A.W. Chen , C.C. Cheung , J. Chiang , S. Ciprini , Ismaël Cognard (3) , J. Cohen-Tanugi (4) , L.R. Cominsky , J. Conrad , S. Cutini , P. Demorest , C.D. Dermer , A. de Angelis , A. de Luca , F. de Palma , S.W. Digel , M. Dormody , E. Do Couto E Silva , P.S. Drell , R. Dubois , D. Dumora (5) , C. Espinoza , C. Farnier (4) , C. Favuzzi , W.B. Focke , M. Frailis , P.C. C. Freire , Y. Fukazawa , S. Funk , P. Fusco , F. Gargano , D. Gasparrini , N. Gehrels , S. Germani , B. Giebels (2) , N. Giglietto , F. Giordano , T. Glanzman , G. Godfrey , I.A. Grenier (1) , M.-H. Grondin (5) , J. E. Grove , L. Guillemot (5) , S. Guiriec (4) , Y. Hanabata , A. K. Harding , M. Hayashida , E. Hays , R.E. Hughes , G. Johannesson , A.S. Johnson , R. P. Johnson , T.J. Johnson , W. N. Johnson , S. Johnston , T. Kamae , H. Katagiri , J. Kataoka , N. Kawai , M. Kerr , B. Kiziltan , Jürgen Knödlseder (6) , N. Komin (1, 4) , M. Kramer , F. Kuehn , M. Kuss , J. Lande , L. Latronico , S.-H. Lee , M. Lemoine-Goumard (5) , F. Longo , F. Loparco , B. Lott (5) , M.N. Lovellette , P. Lubrano , A.G. Lyne , A. Makeev , R.N. Manchester , M. Marelli , M.N. Mazziotta , W. Mcconville , J. E. Mcenery , M. A. Mclaughlin , C. Meurer , P. F. Michelson , W. Mitthumsiri , T. Mizuno , A. A. Moiseev , C. Monte , M. E. Monzani , A. Morselli , I. V. Moskalenko , S. Murgia , P. L. Nolan , A. Noutsos , E. Nuss (4) , T. Ohsugi , N. Omodei , E. Orlando , J. F. Ormes , M. Ozaki , D. Paneque , J. H. Panetta , D. Parent (5) , M. Pepe , M. Pesce-Rollins , F. Piron (4) , T.A. Porter , S. Raino , R. Rando , S. M. Ransom , M. Razzano , A. Reimer , O. Reimer , T. Reposeur (5) , S. Ritz , L. S. Rochester , A. Y. Rodriguez , R. W. Romani , F. Ryde , H. F.-W. Sadrozinski , D. Sanchez (2) , P. M. Saz Parkinson , C. Sgro , A. Sierpowska-Bartosik , E. J. Siskind , David Stanley Smith (5) , P. D. Smith , G. Spandre , P. Spinelli , B. W. Stappers , Jean-Luc Starck (1) , M. S. Strickman , D. J. Suson , H. Tajima , H. Takahashi , T. Takahashi , T. Tanaka , J. B. Thayer , J. G. Thayer , Gilles Theureau (3) , D. J. Thompson , S. E. Thorsett , L. Tibaldo , D. F. Torres , G. Tosti , A. Tramacere , Y. Uchiyama , T. L. Usher , A. van Etten , N. Vilchez (6) , V. Vitale , A. P. Waite , E. Wallace , K. Watters , P. Weltevrede , K. S. Wood , T. Ylinen , M. Ziegler
A.A. Abdo
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Markus Ackermann
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Marco Ajello
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W.B. Atwood
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Luca Baldini
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Résumé

We report the detection of pulsed gamma-rays from the young, spin-powered radio pulsar PSR J2021+3651 using data acquired with the Large Area Telescope (LAT) on the Fermi Gamma-ray Space Telescope (formerly GLAST). The light curve consists of two narrow peaks of similar amplitude separated by 0.468 +/- 0.002 in phase. The first peak lags the maximum of the 2 GHz radio pulse by 0.162 +/- 0.004 +/- 0.01 in phase. The integral gamma-ray photon flux above 100 MeV is (56 +/- 3 +/- 11) x 10^{-8} /cm2/s. The photon spectrum is well-described by an exponentially cut-off power law of the form dF/dE = kE^{-\Gamma} e^(-E/E_c) where the energy E is expressed in GeV. The photon index is \Gamma = 1.5 +/- 0.1 +/- 0.1 and the exponential cut-off is E_c = 2.4 +/- 0.3 +/- 0.5 GeV. The first uncertainty is statistical and the second is systematic. The integral photon flux of the bridge is approximately 10% of the pulsed emission, and the upper limit on off-pulse gamma-ray emission from a putative pulsar wind nebula is <10% of the pulsed emission at the 95% confidence level. Radio polarization measurements yield a rotation measure of RM = 524 +/- 4 rad/m^2 but a poorly constrained magnetic geometry. Re-analysis of Chandra data enhanced the significance of the weak X-ray pulsations, and the first peak is roughly phase-aligned with the first gamma-ray peak. We discuss the emission region and beaming geometry based on the shape and spectrum of the gamma-ray light curve combined with radio and X-ray measurements, and the implications for the pulsar distance. Gamma-ray emission from the polar cap region seems unlikely for this pulsar.
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A.A. Abdo, Markus Ackermann, Marco Ajello, W.B. Atwood, Luca Baldini, et al.. Pulsed Gamma-rays from PSR J2021+3651 with the Fermi Large Area Telescope. The Astrophysical Journal, 2009, 700, pp.1059-1066. ⟨10.1088/0004-637X/700/2/1059⟩. ⟨in2p3-00394148⟩
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