Prospects for $\gamma$-ray observations of the Perseus galaxy cluster with the Cherenkov Telescope Array
K Abe
,
S Abe
,
F Acero
(1)
,
A Acharyya
,
R Adam
(2, 3)
,
A Aguasca-Cabot
,
I Agudo
,
A Aguirre-Santaella
,
J Alfaro
,
R Alfaro
,
N Alvarez-Crespo
,
R. Alves Batista
,
J.-P Amans
(4)
,
E Amato
,
E.O Angüner
,
L.A Antonelli
,
C Aramo
,
M Araya
,
C Arcaro
,
L Arrabito
(5)
,
K Asano
,
Y Ascasíbar
,
J Aschersleben
,
H Ashkar
(3)
,
L. Augusto Stuani
,
D Baack
,
M Backes
,
A Baktash
,
C Balazs
,
M Balbo
,
O Ballester
,
A. Baquero Larriva
,
V. Barbosa Martins
,
U. Barres de Almeida
,
J.A Barrio
,
P.I Batista
,
I Batkovic
,
R Batzofin
,
J Baxter
,
J. Becerra González
,
G Beck
,
J. Becker Tjus
,
W Benbow
,
J. Bernete Medrano
,
K Bernlöhr
,
A Berti
,
B Bertucci
,
V Beshley
,
P Bhattacharjee
(6)
,
S Bhattacharyya
,
B Bi
,
N Biederbeck
,
A Biland
,
E Bissaldi
,
J Biteau
(7, 8)
,
O Blanch
,
J Blazek
,
C Boisson
(4)
,
J Bolmont
(9)
,
P Bordas
,
Z Bosnjak
,
E Bottacini
,
F Bradascio
(10)
,
C Braiding
,
E Bronzini
,
R Brose
,
A.M Brown
,
F Brun
(10)
,
G Brunetti
,
N Bucciantini
,
A Bulgarelli
,
I Burelli
,
L Burmistrov
,
M Burton
,
T Bylund
(1)
,
P.G Calisse
,
A Campoy-Ordaz
,
B.K Cantlay
,
M Capalbi
,
A Caproni
,
R Capuzzo-Dolcetta
,
P Caraveo
,
S Caroff
(6)
,
R Carosi
,
E Carquin
,
M.-S Carrasco
(11)
,
E Cascone
,
F Cassol
(11)
,
A.J Castro-Tirado
,
D Cerasole
,
M Cerruti
(12)
,
P Chadwick
,
S Chaty
(12)
,
A.W Chen
,
M Chernyakova
,
A Chiavassa
,
J Chudoba
,
L Chytka
,
A Cifuentes
,
C.H. Coimbra Araujo
,
V Conforti
,
F Conte
,
J.L Contreras
,
J Cortina
,
A Costa
,
H Costantini
(11)
,
G Cotter
,
P Cristofari
(4)
,
O Cuevas
,
Z Curtis-Ginsberg
,
G d'Amico
,
F d'Ammando
,
M Dalchenko
,
F Dazzi
,
M de Bony de Lavergne
(1)
,
V de Caprio
,
F de Frondat Laadim
(4)
,
E.M de Gouveia Dal Pino
,
B de Lotto
,
M de Lucia
,
D de Martino
,
R de Menezes
,
M de Naurois
(3)
,
N de Simone
,
V de Souza
,
M.V del Valle
,
E Delagnes
(10)
,
A.G. Delgado Giler
,
C Delgado
,
M Dell'Aiera
(6)
,
D Della Volpe
,
D Depaoli
,
T Di Girolamo
,
A Di Piano
,
F Di Pierro
,
R Di Tria
,
L Di Venere
,
S Diebold
,
A Djannati-Ataï
(12)
,
J Djuvsland
,
R.M Dominik
,
A Donini
,
D Dorner
,
J Dörner
,
M Doro
,
R.D.C dos Anjos
,
J.-L Dournaux
(4)
,
C Duangchan
,
C Dubos
(7)
,
D Dumora
(13)
,
V.V Dwarkadas
,
J Ebr
,
C Eckner
(6, 14)
,
K Egberts
,
S Einecke
,
D Elsässer
,
G Emery
(11)
,
M. Escobar Godoy
,
J Escudero
,
P Esposito
,
S Ettori
,
C Evoli
,
D Falceta-Goncalves
,
V. Fallah Ramazani
,
A Fattorini
,
A Faure
(5)
,
E Fedorova
,
S Fegan
(3)
,
K Feijen
(12)
,
Q Feng
,
G Ferrand
,
F Ferrarotto
,
E Fiandrini
,
A Fiasson
(6)
,
M Filipovic
,
V Fioretti
,
L Foffano
,
L. Font Guiteras
,
G Fontaine
(3)
,
S Fröse
,
Y Fukazawa
,
Y Fukui
,
D Gaggero
,
G Galanti
,
S Gallozzi
,
V Gammaldi
,
M Garczarczyk
,
C Gasbarra
,
D Gasparrini
,
M Gaug
,
A Ghalumyan
,
F Gianotti
,
M Giarrusso
,
J Giesbrecht
,
N Giglietto
,
F Giordano
,
J.-F Glicenstein
(10)
,
H Göksu
,
P Goldoni
(12)
,
J.M González
,
M.M González
,
J. Goulart Coelho
,
J Granot
,
R Grau
,
L Gréaux
(7)
,
D Green
,
J.G Green
,
I Grenier
(1)
,
G Grolleron
(9)
,
J Grube
,
O Gueta
,
J Hackfeld
,
D Hadasch
,
P Hamal
,
W Hanlon
,
S Hara
,
V.M Harvey
,
T Hassan
,
L Heckmann
,
M Heller
,
S. Hernández Cadena
,
O Hervet
,
J Hie
(15)
,
N Hiroshima
,
B Hnatyk
,
R Hnatyk
,
J Hoang
,
D Hoffmann
(11)
,
W Hofmann
,
J Holder
,
D Horan
(3)
,
P Horvath
,
D Hrupec
,
M Hütten
,
M Iarlori
,
T Inada
,
F Incardona
,
S Inoue
,
F Iocco
,
M Iori
,
M Jamrozy
,
P Janecek
,
F Jankowsky
,
C Jarnot
(15)
,
P Jean
(15)
,
I. Jiménez Martínez
,
W Jin
,
C Juramy-Gilles
(9)
,
J Jurysek
,
M Kagaya
,
D Kantzas
(14)
,
V Karas
,
H Katagiri
,
J Kataoka
,
S Kaufmann
,
D Kerszberg
,
B Khélifi
(12)
,
R Kissmann
,
T Kleiner
,
G Kluge
,
W Kluźniak
,
J Knödlseder
(15)
,
Y Kobayashi
,
K Kohri
,
N Komin
,
P Kornecki
(4)
,
K Kosack
(1)
,
G Kowal
,
H Kubo
,
J Kushida
,
A La Barbera
,
N La Palombara
,
M Láinez
,
A Lamastra
,
J Lapington
,
P Laporte
(4)
,
S Lazarević
,
F Leitgeb
,
M Lemoine-Goumard
(13)
,
J.-P Lenain
(9)
,
F Leone
,
G Leto
,
F Leuschner
,
E Lindfors
,
M Linhoff
,
I Liodakis
,
S Lombardi
,
F Longo
,
R López-Coto
,
M López-Moya
,
A López-Oramas
,
S Loporchio
,
P.L Luque-Escamilla
,
O Macias
,
J Mackey
,
P Majumdar
,
D Malyshev
,
D Mandat
,
M Manganaro
,
G Manicò
,
M Mariotti
,
S Markoff
,
I Márquez
,
P Marquez
,
G Marsella
,
G.A Martínez
,
M Martínez
,
O Martinez
,
C Marty
(15)
,
A Mas-Aguilar
,
M Mastropietro
,
G Maurin
(6)
,
D Mazin
,
D Melkumyan
,
A.J.T.S Mello
,
J.-L Meunier
(9)
,
D.M.-A Meyer
,
M Meyer
,
D Miceli
,
M Michailidis
,
J Michałowski
,
T Miener
,
J.M Miranda
,
A Mitchell
,
M Mizote
,
T Mizuno
,
R Moderski
,
M Molero
,
C Molfese
,
E Molina
,
T Montaruli
,
D Morcuende
,
K Morik
,
G Morlino
,
A Morselli
,
E Moulin
(10)
,
V. Moya Zamanillo
,
K Munari
,
T Murach
,
A Muraczewski
,
H Muraishi
,
S Nagataki
,
T Nakamori
,
R Nemmen
,
N Neyroud
(6)
,
L Nickel
,
J Niemiec
,
D Nieto
,
M. Nievas Rosillo
,
M Nikołajuk
,
K Nishijima
,
K Noda
,
D Nosek
,
V Novotny
,
S Nozaki
,
P O'Brien
,
M Ohishi
,
Y Ohtani
,
A Okumura
,
J.-F Olive
(15)
,
B Olmi
,
R.A Ong
,
M Orienti
,
R Orito
,
M Orlandini
,
E Orlando
,
M Ostrowski
,
I Oya
,
A Pagliaro
,
M Palatiello
,
G Panebianco
,
D Paneque
,
F.R Pantaleo
,
R Paoletti
,
J.M Paredes
,
N Parmiggiani
,
S.R Patel
(7)
,
B Patricelli
,
D Pavlović
,
M Pech
,
M Pecimotika
,
U Pensec
(9, 4)
,
M Peresano
,
J Pérez-Romero
,
G Peron
(12)
,
M Persic
,
P.-O Petrucci
(16)
,
O Petruk
,
G Piano
,
E Pierre
(9)
,
E Pietropaolo
,
F Pintore
,
G Pirola
,
S Pita
(12)
,
C Plard
(6)
,
F Podobnik
,
M Pohl
,
M Polo
,
E Pons
(6)
,
G Ponti
,
E Prandini
,
J Prast
(6)
,
G Principe
,
C Priyadarshi
,
N Produit
,
E Pueschel
,
G Pühlhofer
,
M.L Pumo
,
M Punch
(12)
,
F Queiroz
,
A Quirrenbach
,
S Rainò
,
R Rando
,
S Razzaque
,
S Recchia
,
M Regeard
(12)
,
P Reichherzer
,
A Reimer
,
O Reimer
,
A Reisenegger
,
W Rhode
,
D Ribeiro
,
M Ribó
,
T Richtler
,
J Rico
,
F Rieger
,
C Righi
,
L Riitano
,
V Rizi
,
E Roache
,
G. Rodriguez Fernandez
,
J.J Rodríguez-Vázquez
,
P Romano
,
G Romeo
,
J Rosado
,
A. Rosales de Leon
(9)
,
G Rowell
,
B Rudak
,
C.B Rulten
,
F Russo
,
I Sadeh
,
L Saha
,
T Saito
,
H Salzmann
,
D Sanchez
(6)
,
M Sánchez-Conde
,
P Sangiorgi
,
H Sano
,
M Santander
,
A Santangelo
,
R Santos-Lima
,
A Sanuy
,
T Šarić
,
A Sarkar
,
S Sarkar
,
K Satalecka
,
F.G Saturni
,
V Savchenko
,
A Scherer
,
P Schipani
,
B Schleicher
,
J.L Schubert
,
F Schussler
(10)
,
U Schwanke
,
G Schwefer
,
M. Seglar Arroyo
,
S Seiji
,
D Semikoz
(12)
,
O Sergijenko
,
M Servillat
(4)
,
V Sguera
,
R.Y Shang
,
P Sharma
(7)
,
H Siejkowski
,
A Sinha
,
C Siqueira
,
V Sliusar
,
A Slowikowska
,
H Sol
(4)
,
A Specovius
,
S.T Spencer
,
D Spiga
,
A Stamerra
,
S Stanič
,
T Starecki
,
R Starling
,
Ł Stawarz
,
C Steppa
,
T Stolarczyk
(1)
,
J Strišković
,
Y Suda
,
T Suomijärvi
(7)
,
H Tajima
,
D Tak
,
M Takahashi
,
R Takeishi
,
S.J Tanaka
,
T Tavernier
,
L.A Tejedor
,
K Terauchi
,
R Terrier
(12)
,
M Teshima
,
W.W Tian
,
L Tibaldo
(15)
,
O Tibolla
,
F Torradeflot
,
D.F Torres
,
E Torresi
,
G Tosti
,
L Tosti
,
N Tothill
,
F Toussenel
(9)
,
V Touzard
(15)
,
A Tramacere
,
P Travnicek
,
G Tripodo
,
S Truzzi
,
A Tsiahina
(15)
,
A Tutone
,
M Vacula
,
B Vallage
(10)
,
P Vallania
,
C van Eldik
,
J van Scherpenberg
,
J Vandenbroucke
,
V Vassiliev
,
M. Vázquez Acosta
,
M Vecchi
,
S Ventura
,
S Vercellone
,
G Verna
,
A Viana
,
N Viaux
,
A Vigliano
,
C.F Vigorito
,
V Vitale
,
V Vodeb
,
V Voisin
(9)
,
S Vorobiov
,
G Voutsinas
,
I Vovk
,
T Vuillaume
(6)
,
S.J Wagner
,
R Walter
,
M Wechakama
,
R White
,
A Wierzcholska
,
M Will
,
D.A Williams
,
F Wohlleben
,
A Wolter
,
T Yamamoto
,
R Yamazaki
,
T Yoshida
,
T Yoshikoshi
,
M Zacharias
,
G Zaharijas
,
D Zavrtanik
,
M Zavrtanik
,
A.A Zdziarski
,
A Zech
(4)
,
V.I Zhdanov
,
M Živec
,
J Zuriaga-Puig
,
P de la Torre Luque
1
AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) -
Astrophysique Interprétation Modélisation
2 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
3 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
4 GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
5 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
8 IUF - Institut universitaire de France
9 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
10 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
11 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
12 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
13 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
14 LAPTH - Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique
15 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
16 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
2 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
3 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
4 GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
5 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
8 IUF - Institut universitaire de France
9 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
10 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
11 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
12 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
13 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
14 LAPTH - Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique
15 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
16 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
K Abe
- Fonction : Auteur
S Abe
- Fonction : Auteur
A Acharyya
- Fonction : Auteur
A Aguasca-Cabot
- Fonction : Auteur
I Agudo
- Fonction : Auteur
A Aguirre-Santaella
- Fonction : Auteur
J Alfaro
- Fonction : Auteur
R Alfaro
- Fonction : Auteur
N Alvarez-Crespo
- Fonction : Auteur
R. Alves Batista
- Fonction : Auteur
E Amato
- Fonction : Auteur
E.O Angüner
- Fonction : Auteur
L.A Antonelli
- Fonction : Auteur
C Aramo
- Fonction : Auteur
M Araya
- Fonction : Auteur
C Arcaro
- Fonction : Auteur
K Asano
- Fonction : Auteur
Y Ascasíbar
- Fonction : Auteur
J Aschersleben
- Fonction : Auteur
L. Augusto Stuani
- Fonction : Auteur
D Baack
- Fonction : Auteur
M Backes
- Fonction : Auteur
A Baktash
- Fonction : Auteur
C Balazs
- Fonction : Auteur
M Balbo
- Fonction : Auteur
O Ballester
- Fonction : Auteur
A. Baquero Larriva
- Fonction : Auteur
V. Barbosa Martins
- Fonction : Auteur
U. Barres de Almeida
- Fonction : Auteur
J.A Barrio
- Fonction : Auteur
P.I Batista
- Fonction : Auteur
I Batkovic
- Fonction : Auteur
R Batzofin
- Fonction : Auteur
J Baxter
- Fonction : Auteur
J. Becerra González
- Fonction : Auteur
G Beck
- Fonction : Auteur
J. Becker Tjus
- Fonction : Auteur
W Benbow
- Fonction : Auteur
J. Bernete Medrano
- Fonction : Auteur
K Bernlöhr
- Fonction : Auteur
A Berti
- Fonction : Auteur
B Bertucci
- Fonction : Auteur
V Beshley
- Fonction : Auteur
S Bhattacharyya
- Fonction : Auteur
B Bi
- Fonction : Auteur
N Biederbeck
- Fonction : Auteur
A Biland
- Fonction : Auteur
E Bissaldi
- Fonction : Auteur
O Blanch
- Fonction : Auteur
J Blazek
- Fonction : Auteur
P Bordas
- Fonction : Auteur
Z Bosnjak
- Fonction : Auteur
E Bottacini
- Fonction : Auteur
C Braiding
- Fonction : Auteur
E Bronzini
- Fonction : Auteur
R Brose
- Fonction : Auteur
A.M Brown
- Fonction : Auteur
G Brunetti
- Fonction : Auteur
N Bucciantini
- Fonction : Auteur
A Bulgarelli
- Fonction : Auteur
I Burelli
- Fonction : Auteur
L Burmistrov
- Fonction : Auteur
M Burton
- Fonction : Auteur
P.G Calisse
- Fonction : Auteur
A Campoy-Ordaz
- Fonction : Auteur
B.K Cantlay
- Fonction : Auteur
M Capalbi
- Fonction : Auteur
A Caproni
- Fonction : Auteur
R Capuzzo-Dolcetta
- Fonction : Auteur
P Caraveo
- Fonction : Auteur
R Carosi
- Fonction : Auteur
E Carquin
- Fonction : Auteur
E Cascone
- Fonction : Auteur
A.J Castro-Tirado
- Fonction : Auteur
D Cerasole
- Fonction : Auteur
P Chadwick
- Fonction : Auteur
A.W Chen
- Fonction : Auteur
M Chernyakova
- Fonction : Auteur
A Chiavassa
- Fonction : Auteur
J Chudoba
- Fonction : Auteur
L Chytka
- Fonction : Auteur
A Cifuentes
- Fonction : Auteur
C.H. Coimbra Araujo
- Fonction : Auteur
V Conforti
- Fonction : Auteur
F Conte
- Fonction : Auteur
J.L Contreras
- Fonction : Auteur
J Cortina
- Fonction : Auteur
A Costa
- Fonction : Auteur
G Cotter
- Fonction : Auteur
O Cuevas
- Fonction : Auteur
Z Curtis-Ginsberg
- Fonction : Auteur
G d'Amico
- Fonction : Auteur
F d'Ammando
- Fonction : Auteur
M Dalchenko
- Fonction : Auteur
F Dazzi
- Fonction : Auteur
V de Caprio
- Fonction : Auteur
E.M de Gouveia Dal Pino
- Fonction : Auteur
B de Lotto
- Fonction : Auteur
M de Lucia
- Fonction : Auteur
D de Martino
- Fonction : Auteur
R de Menezes
- Fonction : Auteur
N de Simone
- Fonction : Auteur
V de Souza
- Fonction : Auteur
M.V del Valle
- Fonction : Auteur
A.G. Delgado Giler
- Fonction : Auteur
C Delgado
- Fonction : Auteur
D Della Volpe
- Fonction : Auteur
D Depaoli
- Fonction : Auteur
T Di Girolamo
- Fonction : Auteur
A Di Piano
- Fonction : Auteur
F Di Pierro
- Fonction : Auteur
R Di Tria
- Fonction : Auteur
L Di Venere
- Fonction : Auteur
S Diebold
- Fonction : Auteur
J Djuvsland
- Fonction : Auteur
R.M Dominik
- Fonction : Auteur
A Donini
- Fonction : Auteur
D Dorner
- Fonction : Auteur
J Dörner
- Fonction : Auteur
M Doro
- Fonction : Auteur
R.D.C dos Anjos
- Fonction : Auteur
C Duangchan
- Fonction : Auteur
V.V Dwarkadas
- Fonction : Auteur
J Ebr
- Fonction : Auteur
K Egberts
- Fonction : Auteur
S Einecke
- Fonction : Auteur
D Elsässer
- Fonction : Auteur
M. Escobar Godoy
- Fonction : Auteur
J Escudero
- Fonction : Auteur
P Esposito
- Fonction : Auteur
S Ettori
- Fonction : Auteur
C Evoli
- Fonction : Auteur
D Falceta-Goncalves
- Fonction : Auteur
V. Fallah Ramazani
- Fonction : Auteur
A Fattorini
- Fonction : Auteur
E Fedorova
- Fonction : Auteur
Q Feng
- Fonction : Auteur
G Ferrand
- Fonction : Auteur
F Ferrarotto
- Fonction : Auteur
E Fiandrini
- Fonction : Auteur
M Filipovic
- Fonction : Auteur
V Fioretti
- Fonction : Auteur
L Foffano
- Fonction : Auteur
L. Font Guiteras
- Fonction : Auteur
S Fröse
- Fonction : Auteur
Y Fukazawa
- Fonction : Auteur
Y Fukui
- Fonction : Auteur
D Gaggero
- Fonction : Auteur
G Galanti
- Fonction : Auteur
S Gallozzi
- Fonction : Auteur
V Gammaldi
- Fonction : Auteur
M Garczarczyk
- Fonction : Auteur
C Gasbarra
- Fonction : Auteur
D Gasparrini
- Fonction : Auteur
M Gaug
- Fonction : Auteur
A Ghalumyan
- Fonction : Auteur
F Gianotti
- Fonction : Auteur
M Giarrusso
- Fonction : Auteur
J Giesbrecht
- Fonction : Auteur
N Giglietto
- Fonction : Auteur
F Giordano
- Fonction : Auteur
H Göksu
- Fonction : Auteur
J.M González
- Fonction : Auteur
M.M González
- Fonction : Auteur
J. Goulart Coelho
- Fonction : Auteur
J Granot
- Fonction : Auteur
R Grau
- Fonction : Auteur
D Green
- Fonction : Auteur
J.G Green
- Fonction : Auteur
J Grube
- Fonction : Auteur
O Gueta
- Fonction : Auteur
J Hackfeld
- Fonction : Auteur
D Hadasch
- Fonction : Auteur
P Hamal
- Fonction : Auteur
W Hanlon
- Fonction : Auteur
S Hara
- Fonction : Auteur
V.M Harvey
- Fonction : Auteur
T Hassan
- Fonction : Auteur
L Heckmann
- Fonction : Auteur
M Heller
- Fonction : Auteur
S. Hernández Cadena
- Fonction : Auteur
O Hervet
- Fonction : Auteur
N Hiroshima
- Fonction : Auteur
B Hnatyk
- Fonction : Auteur
R Hnatyk
- Fonction : Auteur
J Hoang
- Fonction : Auteur
W Hofmann
- Fonction : Auteur
J Holder
- Fonction : Auteur
P Horvath
- Fonction : Auteur
D Hrupec
- Fonction : Auteur
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Résumé
Galaxy clusters are expected to be dark matter (DM) reservoirs and storage rooms for the cosmic-ray protons (CRp) that accumulate along the cluster's formation history. Accordingly, they are excellent targets to search for signals of DM annihilation and decay at gamma-ray energies and are predicted to be sources of large-scale gamma-ray emission due to hadronic interactions in the intracluster medium. We estimate the sensitivity of the Cherenkov Telescope Array (CTA) to detect diffuse gamma-ray emission from the Perseus galaxy cluster. We perform a detailed spatial and spectral modelling of the expected signal for the DM and the CRp components. For each, we compute the expected CTA sensitivity. The observing strategy of Perseus is also discussed. In the absence of a diffuse signal (non-detection), CTA should constrain the CRp to thermal energy ratio within the radius $R_{500}$ down to about $X_{500}<3\times 10^{-3}$, for a spatial CRp distribution that follows the thermal gas and a CRp spectral index $\alpha_{\rm CRp}=2.3$. Under the optimistic assumption of a pure hadronic origin of the Perseus radio mini-halo and depending on the assumed magnetic field profile, CTA should measure $\alpha_{\rm CRp}$ down to about $\Delta\alpha_{\rm CRp}\simeq 0.1$ and the CRp spatial distribution with 10% precision. Regarding DM, CTA should improve the current ground-based gamma-ray DM limits from clusters observations on the velocity-averaged annihilation cross-section by a factor of up to $\sim 5$, depending on the modelling of DM halo substructure. In the case of decay of DM particles, CTA will explore a new region of the parameter space, reaching models with $\tau_{\chi}>10^{27}$s for DM masses above 1 TeV. These constraints will provide unprecedented sensitivity to the physics of both CRp acceleration and transport at cluster scale and to TeV DM particle models, especially in the decay scenario.
Mots clés
galaxy, cluster
gamma ray, emission
dark matter, annihilation
p, cosmic radiation
dark matter, halo
energy, thermal
dark matter, mass
dark matter, decay
cross section, annihilation
energy, ratio
gamma ray, energy
particle, model
Cherenkov Telescope Array
sensitivity
TeV
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spectral
power spectrum
gas
magnetic field
spatial distribution
formation
structure
history