A gamma-ray pulsar timing array constrains the nanohertz gravitational wave background
M. Ajello
,
W.B. Atwood
,
L. Baldini
,
J. Ballet
(1)
,
G. Barbiellini
,
D. Bastieri
,
R. Bellazzini
,
A. Berretta
,
B. Bhattacharyya
,
E. Bissaldi
,
R.D. Blandford
,
E. Bloom
,
R. Bonino
,
P. Bruel
(2)
,
R. Buehler
,
E. Burns
,
S. Buson
,
R.A. Cameron
,
P.A. Caraveo
,
E. Cavazzuti
,
N. Cibrario
,
S. Ciprini
,
C.J. Clark
,
I. Cognard
(3, 4)
,
J. Coronado-Blazquez
,
M. Crnogorcevic
,
H. Cromartie
,
K. Crowter
,
S. Cutini
,
F. d'Ammando
,
S. de Gaetano
,
F. de Palma
,
S.W. Digel
,
N. Di Lalla
,
F. Fana Dirirsa
(5)
,
L. Di Venere
,
A. Domínguez
,
E.C. Ferrara
,
A. Fiori
,
A. Franckowiak
,
Y. Fukazawa
,
S. Funk
,
P. Fusco
,
V. Gammaldi
,
F. Gargano
,
D. Gasparrini
,
N. Giglietto
,
F. Giordano
,
M. Giroletti
,
D. Green
,
I.A. Grenier
(1)
,
L. Guillemot
(3, 4)
,
S. Guiriec
,
M. Gustafsson
,
A.K. Harding
,
E. Hays
,
J.W. Hewitt
,
D. Horan
(2)
,
X. Hou
,
G. Johannesson
,
M.J. Keith
,
M. Kerr
,
M. Kramer
,
M. Kuss
,
S. Larsson
,
L. Latronico
,
J. Li
,
F. Longo
,
F. Loparco
,
M.N. Lovellette
,
P. Lubrano
,
S. Maldera
,
A. Manfreda
,
G. Martí-Devesa
,
M.N. Mazziotta
,
I. Mereu
,
P.F. Michelson
,
N. Mirabal
,
W. Mitthumsiri
,
T. Mizuno
,
M.E. Monzani
,
A. Morselli
,
M. Negro
,
L. Nieder
,
R. Ojha
,
N. Omodei
,
M. Orienti
,
E. Orlando
,
J.F. Ormes
,
D. Paneque
,
A. Parthasarathy
,
Z. Pei
,
M. Persic
,
M. Pesce-Rollins
,
R. Pillera
,
H. Poon
,
T.A. Porter
,
G. Principe
,
J.L. Racusin
,
S. Raino
,
R. Rando
,
B. Rani
,
S.M. Ransom
,
P.S. Ray
,
M. Razzano
,
S. Razzaque
,
A. Reimer
,
O. Reimer
,
J. Roy
,
M. Sanchez-Conde
,
P.M. Saz Parkinson
,
J. Scargle
,
L. Scotton
(6)
,
D. Serini
,
C. Sgro
,
E.J. Siskind
,
D.A. Smith
(7, 8)
,
G. Spandre
,
R. Spiewak
,
P. Spinelli
,
I. Stairs
,
D.J. Suson
,
S.J. Swihart
,
S. Tabassum
,
J.B. Thayer
,
G. Theureau
(3, 4)
,
D.F. Torres
,
E. Troja
,
J. Valverde
,
Z. Wadiasingh
,
K. Wood
,
G. Zaharijas
1
AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) -
Astrophysique Interprétation Modélisation
2 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
3 LPC2E - Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace
4 USN - Unité Scientifique de la Station de Nançay
5 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
6 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
7 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
8 LAB - Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac]
2 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
3 LPC2E - Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace
4 USN - Unité Scientifique de la Station de Nançay
5 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
6 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
7 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
8 LAB - Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac]
M. Ajello
- Fonction : Auteur
W.B. Atwood
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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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A. Berretta
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B. Bhattacharyya
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E. Bissaldi
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R.D. Blandford
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E. Bloom
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R. Bonino
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R. Buehler
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E. Burns
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S. Buson
- Fonction : Auteur
R.A. Cameron
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P.A. Caraveo
- Fonction : Auteur
E. Cavazzuti
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N. Cibrario
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S. Ciprini
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C.J. Clark
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J. Coronado-Blazquez
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- PersonId : 749308
- IdHAL : ismael-cognard
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M. Crnogorcevic
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H. Cromartie
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K. Crowter
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S. Cutini
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F. d'Ammando
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S. de Gaetano
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F. de Palma
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S.W. Digel
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N. Di Lalla
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E.C. Ferrara
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A. Fiori
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Y. Fukazawa
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S. Funk
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P. Fusco
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V. Gammaldi
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F. Gargano
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N. Giglietto
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F. Giordano
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M. Giroletti
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D. Green
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I.A. Grenier
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S. Guiriec
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M. Gustafsson
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A.K. Harding
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E. Hays
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J.W. Hewitt
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X. Hou
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G. Johannesson
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S. Larsson
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L. Latronico
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F. Loparco
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M.N. Lovellette
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G. Martí-Devesa
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M.N. Mazziotta
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I. Mereu
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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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Z. Pei
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M. Pesce-Rollins
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R. Pillera
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J. Roy
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D.F. Torres
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E. Troja
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J. Valverde
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G. Zaharijas
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Résumé
After large galaxies merge, their central supermassive black holes are expected to form binary systems. Their orbital motion should generate a gravitational wave background (GWB) at nanohertz frequencies. Searches for this background use pulsar timing arrays, which perform long-term monitoring of millisecond pulsars at radio wavelengths. We used 12.5 years of Fermi Large Area Telescope data to form a gamma-ray pulsar timing array. Results from 35 bright gamma-ray pulsars place a 95% credible limit on the GWB characteristic strain of 1.0 × 10−14 at a frequency of 1 year–1. The sensitivity is expected to scale with tobs, the observing time span, as t−13/6obs. This direct measurement provides an independent probe of the GWB while offering a check on radio noise models.