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1 Fermi ( )

2 Outline Introduction Blazar Spectral Energy Distribution (SED) Predictions for the Fermi mission (Prospects for CTA) Summary

3 The Blazar Sequence and the Cosmic Gamma-ray Background Radiation in the Fermi Era submitted to ApJ, arxiv: YI & Totani 2008

4 GeV E^2 dj/de (kev/cm^2/s/sr) AGN Blazars? (Stecker & Salamon 96, Chiang & Mukherjee 98, Mücke & Pohl 00, Narumoto & Totani 06, Dermer 07) Galaxy Cluster Merger? (Loeb & Waxman 00; Totani & Kitayama 00) kev MeV GeV Dark Matter Energy (kev) Sreekumar et al Annihilation? (Oda et al. 05; Horiuchi & Ando 06; Ando+ 07 )

5

6 Log!L! (erg s -1 ) Log E " (ev)

7

8 dn/log(z) dn/log(lγ) Redshift z log(lγ [erg/s])

9

10

11 E^2 dj/de (kev/cm^2/s/sr) AGN Energy (kev)

12 AGNの硬X線スペクトル起源 YI 天文月報2008年7月号EUREKA

13 E^2 dj/de (kev/cm^2/s/sr) Energy (kev) YI, Totani, & Ueda 08

14 E 2 dn/de (MeV 2 cm -2 s -1 MeV -1 sr -1 ) EGRET (S98) EGRET (S04a) EGRET (S98+S08) Photon Energy (MeV) Blazar: U03 (q, γ 1 ) Non-blazar (Γ=3.5): ITU08 Non-blazar (Γ=3.8): ITU08 Blazar + Non-blazar (Γ=3.5) Blazar + Non-blazar (Γ=3.8) X-ray MeV GeV HEAO-1 Swift/BAT SMM COMPTEL

15 Fermi

16 Expected Number of blazars and Non-blazar AGNs Blazars (1 year) 7-1 N(>Flux) N (>Flux)[(4πsr) [(4 π sr)-1]] Fermi Fermi Non-blazar AGNs. NGC 4151 (最も明る いSeyfert) から期待され るガンマ線Flux (>0MeV) 3.8e-8 photons/ cm^2/s (for Γ=3.5) 5 EGRET EGRET Blazar: U03(q,γ1) Non-blazar (Γ=3.5) Non-blazar (Γ=3.8) Blazar + Non-blazar (Γ=3.5) Blazar + Non-blazar (Γ=3.8) Flux(>0MeV) Flux (>0MeV)[photons [photons cm -7 scm ] -2-6 s-1] -5 Detectable by Fermi

17 EGRB distribution F γ dn/d(log F γ ) [photons cm -2 s -1 sr -1 ] Blazar: U03 (q,γ 1 ) Non-blazar (Γ=3.5) Non-blazar (Γ=3.8) Blazar + Non-blazar (Γ=3.5) Blazar + Non-blazar (Γ=3.8) Fermi Flux (>0MeV) [photons cm -2 s -1 ] EGRET

18 F lim (>0MeV)=2-9 photons/cm 2 /s U03(q) U03(q,! 1 ) H05(q,! 1 ) U03(SDSS) SDSS γ (GeV) γ (UV) e + e z

19

20 Extragalactic VHE!-ray sources (E >0 GeV)! S Mkn 421 Mkn Mkn o +90 W Comae M87 3C 279 Cen A o C 66A BL Lac o Up-to-date plot available at o Redshift z

21

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23 N (>E 2 dn/de ) [deg -2 ] N (>E 2 dn/de ) [deg -2 ] -1 Expected Fermi blazars Expected Fermi blazars Expected Fermi blazars CTA CTA H.E.S.S E 2 dn/de (30GeV) [erg cm -2 s -1 ] CTA H.E.S.S. 30 GeV Expected Fermi blazars 1 TeV E 2 dn/de (0GeV) [erg cm -2 s -1 ] CTA Expected Fermi blazars Tibet H.E.S.S E 2 dn/de (1TeV) [erg cm -2 s -1 ] 0 GeV HAWC HAWC E 2 dn/de (TeV) [erg cm -2 s -1 ] CTA TeV unabs H.E.S.S. 300 GeV E 2 dn/de (300GeV) [erg cm -2 s -1 ] abs Fermi: unabs Fermi: abs

24 -1 N (>z) [deg -2 ] N (>z) [deg -2 ] GeV 0 GeV 300 GeV 8-12 erg/cm 2 /s 5-12 erg/cm 2 /s 2-12 erg/cm 2 /s 9-13 erg/cm 2 /s TeV 4-13 erg/cm 2 /s 2-13 erg/cm 2 /s 9-14 erg/cm 2 /s 6-14 erg/cm 2 /s Redshift z Redshift z 4-12 erg/cm 2 /s 1-12 erg/cm 2 /s 8-12 erg/cm 2 /s 5-13 erg/cm 2 /s TeV Redshift z 2-12 erg/cm 2 /s 9-13 erg/cm 2 /s 5-13 erg/cm 2 /s 2-13 erg/cm 2 /s Redshift z 5-13 erg/cm 2 /s 4-13 erg/cm 2 /s 3-13 erg/cm 2 /s 1-13 erg/cm 2 /s Redshift z Unabsorbed: thin Absorbed: thick

25

26

27 EBL Determination

28

29 Constraint on the EBL γ(tev)+γ(ebl) e++ e3c279(z 0.5) by MAGICが最遠方 吸収前のスペクトル を仮定する事によっ てEBLに制限 個々のBlazarにつ いて Aharonian+ 06

30 4 3 N (>z) [(4! sr) -1 ] GeV 0 GeV 300 GeV Fermi Blazars 8-12 erg/cm 2 /s 5-12 erg/cm 2 /s 2-12 erg/cm 2 /s 9-13 erg/cm 2 /s Fermi Blazars 4-12 erg/cm 2 /s 1-12 erg/cm 2 /s 8-13 erg/cm 2 /s 5-13 erg/cm 2 /s Fermi Blazars 5-13 erg/cm 2 /s 4-13 erg/cm 2 /s 3-13 erg/cm 2 /s 1-13 erg/cm 2 /s Redshift z N (>z) [(4! sr) -1 ] TeV Fermi Blazars 4-13 erg/cm 2 /s 2-13 erg/cm 2 /s 9-14 erg/cm 2 /s 6-14 erg/cm 2 /s Redshift z Redshift z Unabsorbed: thin Ansorbed: thick TeV Fermi Blazars 2-12 erg/cm 2 /s 9-13 erg/cm 2 /s 5-13 erg/cm 2 /s 2-13 erg/cm 2 /s

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E 1 GeV E 10 GeV 1 2, X X , GeV 10 GeV 1 GeV GeV π

E 1 GeV E 10 GeV 1 2, X X , GeV 10 GeV 1 GeV GeV π 169 8555 3 4 1 e-mail: kataoka.jun@waseda.jp 606 8502 e-mail: totani@kuastro.kyoto-u.ac.jp 305 0801 1 1 e-mail: kunihito.ioka@kek.jp 50 5 X 1 10 10 2008 3 2,000 542 2012 9 5 2. 1 3 E 1 GeV E 10 GeV 1 2,

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