Perseus Galaxy cluster’s magnetic field at the position of the radio galaxy IC310 for ALP searches with Cherenkov telescopes

Magnetic fields in the intracluster medium have been measured over the past decades using a variety of techniques, including searches for synchrotron relic and halo radio sources within clusters, studies of inverse Compton X-ray emission from clusters, surveys of Faraday rotation measures of polarized radio sources both within and behind clusters, and studies of cluster cold fronts in X-ray images. These measurements imply that most cluster atmospheres are substantially magnetized. The importance of these magnetic fields is utmost; they are fundamental for understanding the physical and the energetical conditions of the ICM. In this thesis, we investigate the magnetic field in the Perseus cluster discussing the current knowledge about its value in the cluster core and at the position of IC310, a galaxy in the outer region of cluster. We have found evidence that the magnetic field in IC310 must be ≥ 1μ G. The aim of this study is to use this result to place constraints on the research of axion-like particles, with ground based Cherenkov telescopes, using irregularities in the high-energy spectra of astrophysical sources, imprinted by such exotic particles.

I campi magnetici nel mezzo intracluster sono stati misurati negli ultimi decenni utilizzando una diverse tecniche, basate su ricerch synchrotron relics e sorgenti di halo radio all’interno di cluster, indagini sull’emissione in X per effetto Compton inverso dai cluster, analisi sulle misure di rotazione di Faraday di sorgenti radio polarizzate sia internamente che esternamente al cluster e studi sui fronti freddi dei cluster nelle immagini in X. Queste misurazioni implicano che la maggior parte delle atmosfere dei cluster sono sostanzialmente magnetizzate. L’importanza di questi campi magnetici è massima, sono fondamentali per comprendere le condizioni fisiche ed energetiche dell’ICM. In questa tesi, abbiamo investigato il campo magnetico del Cluster Perseus, discutendo la attuale conoscenza sul suo valore nel cluster core e nella posizione di IC310. Si è trovata evidenza che il campo magnetico in IC310 è necessariamente ≥ 1 μG. Lo scopo di questo studio è applicare i risultati per la ricerca delle particelle Axion-like, tramite telescopi Cherenkov a terra, usando la mancanza di irregolarità in sorgenti astrofisiche di alta energia, dovuta a queste particelle esotiche