A lower bound on intergalactic magnetic fields from time variability of 1ES 0229+200 from MAGIC and Fermi/LAT observations

Acciari, V. A.; Bigongiari, C.; Dorner, D.; Martínez, I. Jiménez; Sahakyan, N.; Mazin, D.; MAGIC Collaboration; Kubo, H.; Elsaesser, D.; Oka, T.; Del Popolo, A.; Verguilov, V.; Puljak, I.; Persic, M.; Suda, Y.; Truzzi, S.; Vazquez Acosta, M.; Nava, L.; Bonnoli, G.; Hahn, A.; Doro, M.; Iotov, R.; López-Oramas, A.; Suric, T.; Temnikov, P.; Carosi, R.; Maneva, G.; Priyadarshi, C.; Font, L.; Miener, T.; López, R. J. García; Engels, A. Arbet; Jouvin, L.; D'Elia, V.; Jormanainen, J.; Bošnjak, Ž.; Depaoli, D.; Paneque, D.; Schmidt, K.; Teshima, M.; Miranda, J. M.; Saito, T.; Moretti, E.; Babic, A.; Šnidaric, I.; Schubert, J. L.; Hadasch, D.; Schleicher, B.; Prandini, E.; Mender, S.; D'Amico, G.; Paoletti, R.; Busetto, G.; Terzic, T.; López-Moya, M.; Fruck, C.; Berti, A.; Mirzoyan, R.; Pihet, M.; Zaric, D.; Sitarek, J.; Takahashi, M.; Burelli, I.; Stamerra, A.; Vitale, V.; Fariña, L.; Di Pierro, F.; Asano, K.; Giglietto, N.; Tosti, L.; Lindfors, E.; Paiano, S.; Satalecka, K.; Nigro, C.; Rugliancich, A.; Delfino, M.; Otero-Santos, J.; De Angelis, A.; Mannheim, K.; Hrupec, D.; Lorini, A.; Antonelli, L. A.; Rhode, W.; Longo, F.; Besenrieder, J.; De Lotto, B.; Ishio, K.; Makariev, M.; Molina, E.; Schweizer, T.; Takeishi, R.; Ventura, S.; González, J. Becerra; Spolon, A.; Bhattacharyya, W.; Noda, K.; Bernardos, M.; Lombardi, S.; López-Coto, R.; Miceli, D.; Nishijima, K.; Tavecchio, F.; Paredes, J. M.; Agudo, I.; Liodakis, I.; Artero, M.; Di Venere, L.; Da Vela, P.; Majumdar, P.; Godinovic, N.; Garczarczyk, M.; Maggio, C.; Aniello, T.; Micanovic, S.; Contreras, J. L.; Leone, F.; de Almeida, U. Barres; Chilingarian, A.; Gaug, M.; de Oliveira Fraga, B. Machado; Palatiello, M.; Donini, A.; Strom, D.; Fallah Ramazani, V.; Moreno, V.; Mariotti, M.; Cerruti, M.; Viale, I.; Yamamoto, T.; Nakamori, T.; Loporchio, S.; Heckmann, L.; Ribó, M.; Sakurai, S.; Strzys, M.; Dominis Prester, D.; Colombo, E.; Fattorini, A.; Bernardini, E.; Nievas Rosillo, M.; Hassan, T.; Righi, C.; Dazzi, F.; Iwamura, Y.; Striškovic, J.; Peñil, P.; Blanch, O.; Vanzo, G.; Martínez, M.; Nanci, C.; Lamastra, A.; Semikoz, D.; Delgado, J.; Gasparyan, S.; Vigorito, C. F.; van Scherpenberg, J.; Green, D.; Ansoldi, S.; Neronov, A.; Vovk, I.; Hütten, M.; Schmuckermaier, F.; Tutone, A.; Chai, Y.; Bednarek, W.; Aguilar, A. Mas; Do Souto Espiñeira, E.; Neustroev, V.; Nilsson, K.; Kobayashi, Y.; Mendez, C. Delgado; Rico, J.; Fukazawa, Y.; Pavletic, L.; Kerszberg, D.; Biland, A.; Kushida, J.; Inada, T.; Covino, S.; Lelas, D.; Mondal, H. A.; Nozaki, S.; Ceribella, G.; Saturni, F. G.; Cortina, J.; Cikota, S.; Ohtani, Y.; Morcuende, D.; Prada Moroni, P. G.; Will, M.; Wunderlich, C.; Bökenkamp, H.; Fukami, S.; Linhoff, L.; Herrera, J.; Mallamaci, M.; Menchiari, S.; Baquero, A.; Manganaro, M.; Baack, D.; Giordano, F.; Barrio, J. A.; Green, J. G.; Moralejo, A.; Batkovic, I.; Gliwny, P.; Sobczynska, D.; Korochkin, A.; Ubach, S.

doi:10.1051/0004-6361/202244126

TY  - JOUR
AU  - Acciari, V. A.
AU  - Agudo, I.
AU  - Aniello, T.
AU  - Ansoldi, S.
AU  - Antonelli, L. A.
AU  - Engels, A. Arbet
AU  - Artero, M.
AU  - Asano, K.
AU  - Baack, D.
AU  - Babic, A.
AU  - Baquero, A.
AU  - de Almeida, U. Barres
AU  - Barrio, J. A.
AU  - Batkovic, I.
AU  - González, J. Becerra
AU  - Bednarek, W.
AU  - Bernardini, E.
AU  - Bernardos, M.
AU  - Berti, A.
AU  - Besenrieder, J.
AU  - Bhattacharyya, W.
AU  - Bigongiari, C.
AU  - Biland, A.
AU  - Blanch, O.
AU  - Bökenkamp, H.
AU  - Bonnoli, G.
AU  - Bošnjak, Ž.
AU  - Burelli, I.
AU  - Busetto, G.
AU  - Carosi, R.
AU  - Ceribella, G.
AU  - Cerruti, M.
AU  - Chai, Y.
AU  - Chilingarian, A.
AU  - Cikota, S.
AU  - Colombo, E.
AU  - Contreras, J. L.
AU  - Cortina, J.
AU  - Covino, S.
AU  - D'Amico, G.
AU  - D'Elia, V.
AU  - Da Vela, P.
AU  - Dazzi, F.
AU  - De Angelis, A.
AU  - De Lotto, B.
AU  - Del Popolo, A.
AU  - Delfino, M.
AU  - Delgado, J.
AU  - Mendez, C. Delgado
AU  - Depaoli, D.
AU  - Di Pierro, F.
AU  - Di Venere, L.
AU  - Do Souto Espiñeira, E.
AU  - Dominis Prester, D.
AU  - Donini, A.
AU  - Dorner, D.
AU  - Doro, M.
AU  - Elsaesser, D.
AU  - Fallah Ramazani, V.
AU  - Fariña, L.
AU  - Fattorini, A.
AU  - Font, L.
AU  - Fruck, C.
AU  - Fukami, S.
AU  - Fukazawa, Y.
AU  - López, R. J. García
AU  - Garczarczyk, M.
AU  - Gasparyan, S.
AU  - Gaug, M.
AU  - Giglietto, N.
AU  - Giordano, F.
AU  - Gliwny, P.
AU  - Godinovic, N.
AU  - Green, J. G.
AU  - Green, D.
AU  - Hadasch, D.
AU  - Hahn, A.
AU  - Hassan, T.
AU  - Heckmann, L.
AU  - Herrera, J.
AU  - Hrupec, D.
AU  - Hütten, M.
AU  - Inada, T.
AU  - Iotov, R.
AU  - Ishio, K.
AU  - Iwamura, Y.
AU  - Martínez, I. Jiménez
AU  - Jormanainen, J.
AU  - Jouvin, L.
AU  - Kerszberg, D.
AU  - Kobayashi, Y.
AU  - Kubo, H.
AU  - Kushida, J.
AU  - Lamastra, A.
AU  - Lelas, D.
AU  - Leone, F.
AU  - Lindfors, E.
AU  - Linhoff, L.
AU  - Liodakis, I.
AU  - Lombardi, S.
AU  - Longo, F.
AU  - López-Coto, R.
AU  - López-Moya, M.
AU  - López-Oramas, A.
AU  - Loporchio, S.
AU  - Lorini, A.
AU  - de Oliveira Fraga, B. Machado
AU  - Maggio, C.
AU  - Majumdar, P.
AU  - Makariev, M.
AU  - Mallamaci, M.
AU  - Maneva, G.
AU  - Manganaro, M.
AU  - Mannheim, K.
AU  - Mariotti, M.
AU  - Martínez, M.
AU  - Aguilar, A. Mas
AU  - Mazin, D.
AU  - Menchiari, S.
AU  - Mender, S.
AU  - Micanovic, S.
AU  - Miceli, D.
AU  - Miener, T.
AU  - Miranda, J. M.
AU  - Mirzoyan, R.
AU  - Molina, E.
AU  - Mondal, H. A.
AU  - Moralejo, A.
AU  - Morcuende, D.
AU  - Moreno, V.
AU  - Moretti, E.
AU  - Nakamori, T.
AU  - Nanci, C.
AU  - Nava, L.
AU  - Neustroev, V.
AU  - Nievas Rosillo, M.
AU  - Nigro, C.
AU  - Nilsson, K.
AU  - Nishijima, K.
AU  - Noda, K.
AU  - Nozaki, S.
AU  - Ohtani, Y.
AU  - Oka, T.
AU  - Otero-Santos, J.
AU  - Paiano, S.
AU  - Palatiello, M.
AU  - Paneque, D.
AU  - Paoletti, R.
AU  - Paredes, J. M.
AU  - Pavletic, L.
AU  - Peñil, P.
AU  - Persic, M.
AU  - Pihet, M.
AU  - Prada Moroni, P. G.
AU  - Prandini, E.
AU  - Priyadarshi, C.
AU  - Puljak, I.
AU  - Rhode, W.
AU  - Ribó, M.
AU  - Rico, J.
AU  - Righi, C.
AU  - Rugliancich, A.
AU  - Sahakyan, N.
AU  - Saito, T.
AU  - Sakurai, S.
AU  - Satalecka, K.
AU  - Saturni, F. G.
AU  - Schleicher, B.
AU  - Schmidt, K.
AU  - Schmuckermaier, F.
AU  - Schubert, J. L.
AU  - Schweizer, T.
AU  - Sitarek, J.
AU  - Šnidaric, I.
AU  - Sobczynska, D.
AU  - Spolon, A.
AU  - Stamerra, A.
AU  - Striškovic, J.
AU  - Strom, D.
AU  - Strzys, M.
AU  - Suda, Y.
AU  - Suric, T.
AU  - Takahashi, M.
AU  - Takeishi, R.
AU  - Tavecchio, F.
AU  - Temnikov, P.
AU  - Terzic, T.
AU  - Teshima, M.
AU  - Tosti, L.
AU  - Truzzi, S.
AU  - Tutone, A.
AU  - Ubach, S.
AU  - van Scherpenberg, J.
AU  - Vanzo, G.
AU  - Vazquez Acosta, M.
AU  - Ventura, S.
AU  - Verguilov, V.
AU  - Viale, I.
AU  - Vigorito, C. F.
AU  - Vitale, V.
AU  - Vovk, I.
AU  - Will, M.
AU  - Wunderlich, C.
AU  - Yamamoto, T.
AU  - Zaric, D.
AU  - Neronov, A.
AU  - Semikoz, D.
AU  - Korochkin, A.
TI  - A lower bound on intergalactic magnetic fields from time variability of 1ES 0229+200 from MAGIC and Fermi/LAT observations
JO  - Astronomy and astrophysics
VL  - 670
IS  - arXiv:2210.03321
SN  - 0004-6361
CY  - Les Ulis
PB  - EDP Sciences
M1  - PUBDB-2023-02101
M1  - arXiv:2210.03321
SP  - A145 
PY  - 2023
N1  - A&A 670, A145 (2023). 10 pages, 5 figures, accepted to A&A. Corresponding authors: Ievgen Vovk, Paolo Da Vela (mailto:contact.magic@mpp.mpg.de) and Andrii Neronov (mailto:Andrii.Neronov@unige.ch)
AB  - Context. Extended and delayed emission around distant TeV sources induced by the effects of propagation of γ ray s through the intergalactic medium can be used for the measurement of the intergalactic magnetic field (IGMF).Aims. We search for delayed GeV emission from the hard-spectrum TeV γ-ray emitting blazar 1ES 0229+200, with the goal of detecting or constraining the IGMF-dependent secondary flux generated during the propagation of TeV γ rays through the intergalactic medium.Methods. We analysed the most recent MAGIC observations over a 5 year time span, and complemented them with historic data of the H.E.S.S. and VERITAS telescopes, along with a 12-year-long exposure of the Fermi/LAT telescope. We used them to trace source evolution in the GeV–TeV band over a decade and a half. We used Monte Carlo simulations to predict the delayed secondary γ-ray flux, modulated by the source variability, as revealed by TeV-band observations. We then compared these predictions for various assumed IGMF strengths to all available measurements of the γ-ray flux evolution.Results. We find that the source flux in the energy range above 200 GeV experiences variations around its average on the 14-year time span of observations. No evidence for the flux variability is found in the 1 − 100 GeV energy range accessible to Fermi/LAT. The non-detection of variability due to delayed emission from electromagnetic cascade developing in the intergalactic medium imposes a lower bound of B > 1.8 × 10´<sup>−17</sup> G for the long-correlation-length IGMF and B > 10<sup>−14</sup> G for an IGMF of cosmological origin. Though weaker than the one previously derived from the analysis of Fermi/LAT data, this bound is more robust, being based on a conservative intrinsic source spectrum estimate and accounting for the details of source variability in the TeV energy band. We discuss implications of this bound for cosmological magnetic fields that might explain the baryon asymmetry of the Universe.
LB  - PUB:(DE-HGF)16
UR  - <Go to ISI:>//WOS:000981621400012
DO  - DOI:10.1051/0004-6361/202244126
UR  - https://bib-pubdb1.desy.de/record/582622
ER  -

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