Fermi Large Area Telescope Detection of Extended Gamma-Ray Emission from the Radio Galaxy Fornax A
M. Ackermann
,
M. Ajello
,
L. Baldini
,
J. Ballet
(1)
,
G. Barbiellini
,
D. Bastieri
,
R. Bellazzini
,
E. Bissaldi
,
R.D. Blandford
,
E.D. Bloom
,
R. Bonino
,
T.J. Brandt
,
J. Bregeon
(2)
,
P. Bruel
(3)
,
R. Buehler
,
S. Buson
,
G.A. Caliandro
,
R.A. Cameron
,
M. Caragiulo
,
P.A. Caraveo
,
E. Cavazzuti
,
C. Cecchi
,
E. Charles
,
A. Chekhtman
,
C.C. Cheung
,
G. Chiaro
,
S. Ciprini
,
J.M. Cohen
,
J. Cohen-Tanugi
(2)
,
F. Costanza
,
S. Cutini
,
F. d'Ammando
,
D.S. Davis
,
A. de Angelis
,
F. de Palma
,
R. Desiante
,
S.W. Digel
,
N. Di Lalla
,
M. Di Mauro
,
L. Di Venere
,
C. Favuzzi
,
S.J. Fegan
(3)
,
E.C. Ferrara
,
W.B. Focke
,
Y. Fukazawa
,
S. Funk
,
P. Fusco
,
F. Gargano
,
D. Gasparrini
,
M. Georganopoulos
,
N. Giglietto
,
F. Giordano
,
M. Giroletti
,
G. Godfrey
,
D. Green
,
I.A. Grenier
(1)
,
S. Guiriec
,
E. Hays
,
J.W. Hewitt
,
A.B. Hill
,
T. Jogler
,
G. Jóhannesson
,
S. Kensei
,
M. Kuss
,
S. Larsson
,
L. Latronico
,
J. Li
,
L. Li
,
F. Longo
,
F. Loparco
,
P. Lubrano
,
J.D. Magill
,
S. Maldera
,
A. Manfreda
,
M. Mayer
,
M.N. Mazziotta
,
W. Mcconville
,
J.E. Mcenery
,
P.F. Michelson
,
W. Mitthumsiri
,
T. Mizuno
,
M.E. Monzani
,
A. Morselli
,
I.V. Moskalenko
,
S. Murgia
,
M. Negro
,
E. Nuss
(2)
,
M. Ohno
,
T. Ohsugi
,
M. Orienti
,
E. Orlando
,
J.F. Ormes
,
D. Paneque
,
J.S. Perkins
,
M. Pesce-Rollins
,
F. Piron
(2)
,
G. Pivato
,
T.A. Porter
,
S. Rainò
,
R. Rando
,
M. Razzano
,
A. Reimer
,
O. Reimer
,
J. Schmid
(1)
,
C. Sgrò
,
D. Simone
,
E.J. Siskind
,
F. Spada
,
G. Spandre
,
P. Spinelli
,
Ł. Stawarz
,
H. Takahashi
,
J.B. Thayer
,
D.J. Thompson
,
D.F. Torres
,
G. Tosti
,
E. Troja
,
G. Vianello
,
K.S. Wood
,
M. Wood
,
S. Zimmer
M. Ackermann
- Fonction : Auteur
M. Ajello
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L. Baldini
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G. Barbiellini
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D. Bastieri
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R. Bellazzini
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E. Bissaldi
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R.D. Blandford
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E.D. Bloom
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R. Bonino
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T.J. Brandt
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J. Bregeon
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P. Bruel
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R. Buehler
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S. Buson
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G.A. Caliandro
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R.A. Cameron
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M. Caragiulo
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E. Charles
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A. Chekhtman
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C.C. Cheung
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G. Chiaro
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S. Ciprini
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J.M. Cohen
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F. Costanza
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S. Cutini
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F. d'Ammando
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D.S. Davis
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A. de Angelis
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F. de Palma
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R. Desiante
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S.W. Digel
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N. Di Lalla
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M. Di Mauro
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L. Di Venere
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C. Favuzzi
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E.C. Ferrara
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W.B. Focke
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Y. Fukazawa
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S. Funk
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N. Giglietto
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G. Jóhannesson
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S. Kensei
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S. Larsson
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L. Latronico
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J. Li
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L. Li
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F. Longo
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F. Loparco
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P. Lubrano
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J.D. Magill
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S. Maldera
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A. Manfreda
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M. Mayer
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M.N. Mazziotta
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W. Mcconville
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J.E. Mcenery
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P.F. Michelson
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W. Mitthumsiri
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T. Mizuno
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M.E. Monzani
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A. Morselli
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I.V. Moskalenko
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T. Ohsugi
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M. Orienti
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J.F. Ormes
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D. Paneque
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J.S. Perkins
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M. Pesce-Rollins
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G. Pivato
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T.A. Porter
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S. Rainò
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R. Rando
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M. Razzano
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A. Reimer
- Fonction : Auteur
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O. Reimer
- Fonction : Auteur
C. Sgrò
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D. Simone
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E.J. Siskind
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G. Spandre
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P. Spinelli
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Ł. Stawarz
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H. Takahashi
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J.B. Thayer
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D.J. Thompson
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D.F. Torres
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G. Tosti
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E. Troja
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G. Vianello
- Fonction : Auteur
K.S. Wood
- Fonction : Auteur
M. Wood
- Fonction : Auteur
S. Zimmer
- Fonction : Auteur
Résumé
We report the Fermi Large Area Telescope detection of extended γ-ray emission from the lobes of the radio galaxy Fornax A using 6.1 years of Pass 8 data. After Centaurus A, this is now the second example of an extended γ-ray source attributed to a radio galaxy. Both an extended flat disk morphology and a morphology following the extended radio lobes were preferred over a point-source description, and the core contribution was constrained to be $\lt 14$% of the total γ-ray flux. A preferred alignment of the γ-ray elongation with the radio lobes was demonstrated by rotating the radio lobes template. We found no significant evidence for variability on ∼0.5 year timescales. Taken together, these results strongly suggest a lobe origin for the γ-rays. With the extended nature of the $\gt 100\,{\rm{MeV}}$ γ-ray emission established, we model the source broadband emission considering currently available total lobe radio and millimeter flux measurements, as well as X-ray detections attributed to inverse Compton (IC) emission off the cosmic microwave background (CMB). Unlike the Centaurus A case, we find that a leptonic model involving IC scattering of CMB and extragalactic background light (EBL) photons underpredicts the γ-ray fluxes by factors of about ∼2–3, depending on the EBL model adopted. An additional γ-ray spectral component is thus required, and could be due to hadronic emission arising from proton–proton collisions of cosmic rays with thermal plasma within the radio lobes.