Magic Gamma-Ray Telescope Observation Of The Perseus Cluster Of Galaxies: Implications For Cosmic Rays, Dark Matter, And Ngc 1275

Aleksic, J.; Antonelli, L. A.; Antoranz, P.; Backes, M.; Baixeras, C.; Balestra, S.; Barrio, J. A.; Bastieri, D.; Gonzalez, J. B.; Bednarek, W.; Berdyugin, A.; Berger, K.; Bernardini, E.; Biland, A.; Bock, R. K.; Bonnoli, G.; Bordas, P.; Tridon, D. B.; Bosch Ramon, V.; Bose, D.; Braun, I.; Bretz, T.; Britzger, D.; Camara, M.; Carmona, E.; Carosi, A.; Colin, P.; Commichau, S.; Contreras, J. L.; Cortina, J.; Costado, M. T.; Covino, S.; Dazzi, F.; Angelis, A. D.; del Pozo, E. D.; Reyes, R. D.; Lotto, B. D.; Maria, M. D.; Sabata, F. D.; Mendez, C. D.; Doert, M.; Dominguez, A.; Prester, D. D.; Dorner, D.; Doro, M.; Elsaesser, D.; Errando, M.; Ferenc, D.; Fonseca, M. V.; Font, L.; Galante, N.; Lopez, R. J. G.; Garczarczyk, M.; Gaug, M.; Godinovic, N.; Hadasch, D.; Herrero, A.; Hildebrand, D.; Hohne Monch, D.; Hose, J.; Hrupec, D.; Hsu, C. C.; Jogler, T.; Klepser, S.; Krahenbuhl, T.; Kranich, D.; Barbera, A. L.; Laille, A.; Leonardo, E.; Lindfors, E.; Lombardi, S.; Longo, Francesco; Lopez, M.; Lorenz, E.; Majumdar, P.; Maneva, G.; Mankuzhiyil, N.; Mannheim, K.; Maraschi, L.; Mariotti, M.; Martinez, M.; Mazin, D.; Meucci, M.; Miranda, J. M.; Mirzoyan, R.; Miyamoto, H.; Moldon, J.; Moles, M.; Moralejo, A.; Nieto, D.; Nilsson, K.; Ninkovic, J.; Orito, R.; Oya, I.; Paiano, S.; Paoletti, R.; Paredes, J. M.; Partini, S.; Pasanen, M.; Pascoli, D.; Pauss, F.; Pegna, R. G.; Perez Torres, M. A.; Persic, M.; Peruzzo, L.; Prada, F.; Prandini, E.; Puchades, N.; Puljak, I.; Reichardt, I.; Rhode, W.; Ribo, M.; Rico, J.; Rissi, M.; Rugamer, S.; Saggion, A.; Saito, T. Y.; Salvati, M.; Sanchez Conde, M. A.; Satalecka, K.; Scalzotto, V.; Scapin, V.; Schultz, C.; Schweizer, T.; Shayduk, M.; Shore, S. N.; Sierpowska Bartosik, A.; Sillanpaa, A.; Sitarek, J.; Sobczynska, D.; Spanier, F.; Spiro, S.; Stamerra, A.; Steinke, B.; Struebig, J. C.; Suric, T.; Takalo, L.; Tavecchio, F.; Temnikov, P.; Terzic, T.; Tescaro, D.; Teshima, M.; Torres, D. F.; Vankov, H.; Wagner, R. M.; Zabalza, V.; Zandanel, F.; Zanin, R.; Zapatero, J.; Pfrommer, C.; Pinzke, A.; Enlin, T. A.; Inoue, S.; Ghisellini, G.

doi:10.1088/0004-637X/710/1/634

The Perseus galaxy cluster was observed by the MAGIC Cherenkov telescope for a total effective time of 24.4 hr during 2008 November and December. The resulting upper limits on the gamma-ray emission above 100 GeV are in the range of 4.6-7.5 x 10(-12) cm(-2) s(-1) for spectral indices from -1.5 to -2.5, thereby constraining the emission produced by cosmic rays, dark matter annihilations, and the central radio galaxy NGC 1275. Results are compatible with cosmological cluster simulations for the cosmic-ray-induced gamma-ray emission, constraining the average cosmic ray-to-thermal pressure to < 4% for the cluster core region (< 8% for the entire cluster).