Fermi Large Area Telescope Constraints on the Gamma-ray Opacity of the Universe

A.A. Abdo , Markus Ackermann , Marco Ajello , A. Allafort , W. B. Atwood , Luca Baldini , Jean Ballet (1) , Guido Barbiellini , M. G. Baring , D. Bastieri , B. M. Baughman , K. Bechtol , R. Bellazzini , B. Berenji , P. N. Bhat , R. D. Blandford , E. D. Bloom , E. Bonamente , A. W. Borgland , A. Bouvier , T. J. Brandt (2) , J. Bregeon , A. Brez , M. S. Briggs , M. Brigida , Pascal Bruel (3) , R. Buehler , T. H. Burnett , S. Buson , G. A. Caliandro , R. A. Cameron , P. A. Caraveo , S. Carrigan , J. M. Casandjian (1) , E. Cavazzuti , C. Cecchi , Ö. Çelik (4) , E. Charles , A. Chekhtman , A. W. Chen , C. C. Cheung , J. Chiang , S. Ciprini , R. Claus , J. Cohen-Tanugi (5) , V. Connaughton , J. Conrad , L. Costamante , C. D. Dermer , A. de Angelis , F. de Palma , S. W. Digel , B. L. Dingus , E. Do Couto E Silva , P. S. Drell , R. Dubois , C. Favuzzi , S. J. Fegan (3) , J. Finke , P. Fortin (3) , Y. Fukazawa , S. Funk , P. Fusco , F. Gargano , D. Gasparrini , N. Gehrels , S. Germani , N. Giglietto , R. C. Gilmore , P. Giommi , F. Giordano , M. Giroletti , T. Glanzman , G. Godfrey , J. Granot , J. Greiner , I. A. Grenier (1) , J. E. Grove , S. Guiriec (5) , M. Gustafsson , D. Hadasch , M. Hayashida (4) , E. Hays , D. Horan (3) , R. E. Hughes , G. Jóhannesson , A. S. Johnson , R. P. Johnson , W. N. Johnson , T. Kamae , H. Katagiri , J. Kataoka , Jürgen Knödlseder (2) , D. Kocevski , M. Kuss , J. Lande , L. Latronico , S.-H. Lee , M. Llena Garde , F. Longo , F. Loparco , B. Lott (4) , M. N. Lovellette , P. Lubrano , A. Makeev , M. N. Mazziotta , W. Mcconville , J. E. Mcenery , S. Mcglynn , J. Mehault (5) , P. Mészáros , P. F. Michelson , T. Mizuno , A. A. Moiseev , C. Monte , M. E. Monzani , E. Moretti , A. Morselli , I. V. Moskalenko , S. Murgia , T. Nakamori , M. Naumann-Godo (1) , P. L. Nolan , J. P. Norris , E. Nuss (5) , M. Ohno , T. Ohsugi , A. Okumura , N. Omodei , E. Orlando , J. F. Ormes , M. Ozaki , D. Paneque , J. H. Panetta , D. Parent (4) , V. Pelassa (5) , M. Pepe , M. Pesce-Rollins , F. Piron (5) , T.A. Porter , J. R. Primack , S. Rainò , R. Rando , M. Razzano , S. Razzaque , A. Reimer , O. Reimer , L. C. Reyes , J. Ripken , S. Ritz , R. W. Romani , M. Roth , H. F.-W. Sadrozinski , D. Sanchez (3) , A. Sander , J. D. Scargle , T. L. Schalk , C. Sgrò , M. S. Shaw , E. J. Siskind , P. D. Smith , G. Spandre , P. Spinelli , F. W. Stecker , M. S. Strickman , D. J. Suson , H. Tajima , H. Takahashi , T. Takahashi , T. Tanaka , J. B. Thayer , J. G. Thayer , D. J. Thompson , L. Tibaldo (1) , D. F. Torres , G. Tosti , A. Tramacere , Y. Uchiyama , T. L. Usher , J. Vandenbroucke , V. Vasileiou , N. Vilchez (2) , V. Vitale , A. von Kienlin , A. P. Waite , P. Wang , C. Wilson-Hodge , B. L. Winer , K. S. Wood , R. Yamazaki , Z. Yang , T. Ylinen , M. Ziegler

1 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
2 CESR - Centre d'étude spatiale des rayonnements
3 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
4 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
5 LPTA - Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules

The Extragalactic Background Light (EBL) includes photons with wavelengths from ultraviolet to infrared, which are effective at attenuating gamma rays with energy above ~10 GeV during propagation from sources at cosmological distances. This results in a redshift- and energy-dependent attenuation of the gamma-ray flux of extragalactic sources such as blazars and Gamma-Ray Bursts (GRBs). The Large Area Telescope onboard Fermi detects a sample of gamma-ray blazars with redshift up to z~3, and GRBs with redshift up to z~4.3. Using photons above 10 GeV collected by Fermi over more than one year of observations for these sources, we investigate the effect of gamma-ray flux attenuation by the EBL. We place upper limits on the gamma-ray opacity of the Universe at various energies and redshifts, and compare this with predictions from well-known EBL models. We find that an EBL intensity in the optical-ultraviolet wavelengths as great as predicted by the "baseline" model of Stecker et al. (2006) can be ruled out with high confidence.

Mots clés: diffuse radiation; dust; extinction; gamma rays: general

Domaines: Phénomènes cosmiques de haute energie [astro-ph.HE]; Phénomènes cosmiques de haute energie [astro-ph.HE]

A.A. Abdo, Markus Ackermann, Marco Ajello, A. Allafort, W. B. Atwood, et al.. Fermi Large Area Telescope Constraints on the Gamma-ray Opacity of the Universe. The Astrophysical Journal, 2010, 723, pp.1082-1096. ⟨10.1088/0004-637X/723/2/1082⟩. ⟨in2p3-00585092⟩