Discovery of Pulsed $\gamma$-rays from PSR J0034-0534 with the Fermi LAT: A Case for Co-located Radio and $\gamma$-ray Emission Regions

A. A. Abdo , Markus Ackermann , Marco Ajello , A. Allafort , Luca Baldini , Jean Ballet (1) , Guido Barbiellini , D. Bastieri , K. Bechtol , R. Bellazzini (1) , B. Berenji , R. D. Blandford , E. D. Bloom , E. Bonamente , A. W. Borgland , A. Bouvier , J. Bregeon (2) , A. Brez , M. Brigida , Pascal Bruel (3) , T. H. Burnett , S. Buson , G. A. Caliandro , R. A. Cameron , F. Camilo , P. A. Caraveo , S. Carrigan , J. M. Casandjian (1) , C. Cecchi , O. Celik , A. Chekhtman , C. C. Cheung , J. Chiang , S. Ciprini , R. Claus , Ismaël Cognard (4) , J. Cohen-Tanugi (5) , J. Conrad , R. Corbet , M. E. Decesar , C. D. Dermer , G. Desvignes (4) , A. de Angelis , F. de Palma , S. W. Digel , M. Dormody , E. Do Couto E Silva , P. S. Drell , R. Dubois , D. Dumora (2) , C. Espinoza , C. Farnier (5) , C. Favuzzi , S. J. Fegan (3) , W. B. Focke , M. Frailis , P. C. C. Freire , Y. Fukazawa , S. Funk , P. Fusco , F. Gargano , D. Gasparrini , N. Gehrels , S. Germani , G. Giavitto , N. Giglietto , F. Giordano , T. Glanzman , G. Godfrey , I. A. Grenier (1) , M.-H. Grondin (2) , J. E. Grove , L. Guillemot (2) , S. Guiriec (5) , D. Hadasch , A. K. Harding , E. Hays , G. Hobbs , D. Horan (3) , R. E. Hughes , G. Johannesson , A. S. Johnson , T. J. Johnson , W. N. Johnson , S. Johnston , T. Kamae , H. Katagiri , J. Kataoka , N. Kawai , M. Kerr , Jürgen Knödlseder (6) , M. Kramer , M. Kuss , J. Lande , L. Latronico , M. Lemoine-Goumard (2) , M. Llena Garde , F. Longo , F. Loparco , B. Lott (2) , M. N. Lovellette , P. Lubrano , A. G. Lyne , A. Makeev , R. N. Manchester , M. Marelli , M. N. Mazziotta , W. Mcconville , J. E. Mcenery , S. Mcglynn , C. Meurer , P. F. Michelson , W. Mitthumsiri , T. Mizuno , A. A. Moiseev , C. Monte , M. E. Monzani , A. Morselli , I. V. Moskalenko , S. Murgia , P. L. Nolan , J. P. Norris , A. Noutsos , E. Nuss (5) , T. Ohsugi , N. Omodei , E. Orlando , J. F. Ormes , M. Ozaki , D. Paneque , J. H. Panetta , D. Parent (2) , V. Pelassa (5) , M. Pepe , M. Pesce-Rollins , M. Pierbattista (1) , F. Piron (5) , T.A. Porter , S. Raino , R. Rando , S. M. Ransom , M. Razzano , A. Reimer , O. Reimer , T. Reposeur (2) , J. Ripken , S. Ritz , L. S. Rochester , A. Y. Rodriguez , R. W. Romani , M. Roth , F. Ryde , H. F.-W. Sadrozinski , A. Sander , P. M. Saz Parkinson , J. D. Scargle (1) , C. Sgro (3) , E. J. Siskind , David Stanley Smith (2) , P. D. Smith , G. Spandre , P. Spinelli , B. W. Stappers , Jean-Luc Starck (1) , M. S. Strickman , D. J. Suson , H. Takahashi , T. Tanaka , J. B. Thayer , J. G. Thayer , G. Theureau (4) , D. J. Thompson , S. E. Thorsett , L. Tibaldo (1) , D. F. Torres , G. Tosti , A. Tramacere , T. L. Usher , A. van Etten , V. Vasileiou , C. Venter , N. Vilchez (6) , V. Vitale , A. P. Waite , E. Wallace , P. Wang , P. Weltevrede , B. L. Winer , K. S. Wood , T. Ylinen , M. Ziegler

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

Millisecond pulsars (MSPs) have been firmly established as a class of gamma-ray emitters via the detection of pulsations above 0.1 GeV from eight MSPs by the Fermi Large Area Telescope (LAT). Using thirteen months of LAT data significant gamma-ray pulsations at the radio period have been detected from the MSP PSR J0034-0534, making it the ninth clear MSP detection by the LAT. The gamma-ray light curve shows two peaks separated by 0.274$\pm$0.015 in phase which are very nearly aligned with the radio peaks, a phenomenon seen only in the Crab pulsar until now. The $\geq$0.1 GeV spectrum of this pulsar is well fit by an exponentially cutoff power law with a cutoff energy of 1.8$\pm 0.6\pm$0.1 GeV and a photon index of 1.5$\pm 0.2\pm$0.1, first errors are statistical and second are systematic. The near-alignment of the radio and gamma-ray peaks strongly suggests that the radio and gamma-ray emission regions are co-located and both are the result of caustic formation.

Mots clés: gamma rays: general; pulsars: general; pulsars: individual (PSR J0034−0534)

Domaines: Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]

A. A. Abdo, Markus Ackermann, Marco Ajello, A. Allafort, Luca Baldini, et al.. Discovery of Pulsed $\gamma$-rays from PSR J0034-0534 with the Fermi LAT: A Case for Co-located Radio and $\gamma$-ray Emission Regions. The Astrophysical Journal, 2010, 712, pp.957-963. ⟨10.1088/0004-637X/712/2/957⟩. ⟨in2p3-00475596⟩