Search for dark matter signals towards a selection of recently detected DES dwarf galaxy satellites of the Milky Way with HESS

Autor:	Collaboration, H. E. S. S., Abdallah, H., Adam, R., Aharonian, F., Benkhali, F. Ait, Angüner, E. O., Arakawa, M., Arcaro, C., Armand, C., Armstrong, T., Ashkar, H., Backes, M., Baghmanyan, V., Martins, V. Barbosa, Barnacka, A., Barnard, M., Becherini, Y., Berge, D., Bernlöhr, K., Böttcher, M., Boisson, C., Bolmont, J., Bonnefoy, S., Breuhaus, M., Bregeon, J., Brun, F., Brun, P., Bryan, M., Büchele, M., Bulik, T., Bylund, T., Caroff, S., Carosi, A., Casanova, S., Chand, T., Chandra, S., Chen, A., Cotter, G., Curyło, M., Davids, I. D., Davies, J., Deil, C., Devin, J., deWilt, P., Dirson, L., Djannati-Ataï, A., Dmytriiev, A., Donath, A., Doroshenko, V., Dyks, J., Egberts, K., Eichhorn, F., Emery, G., Ernenwein, J. -P., Eschbach, S., Feijen, K., Fegan, S., Fiasson, A., Fontaine, G., Funk, S., Füßling, M., Gabici, S., Gallant, Y. A., Giavitto, G., Giunti, L., Glawion, D., Glicenstein, J. F., Gottschall, D., Grondin, M. -H., Hahn, J., Haupt, M., Hermann, G., Hinton, J. A., Hofmann, W., Hoischen, C., Holch, T. L., Holler, M., Hörbe, M., Horns, D., Huber, D., Iwasaki, H., Jamrozy, M., Jankowsky, D., Jankowsky, F., Jardin-Blicq, A., Joshi, V., Jung-Richardt, I., Kastendieck, M. A., Katarzyński, K., Katsuragawa, M., Katz, U., Khangulyan, D., Khélifi, B., Klepser, S., Kluźniak, W., Komin, Nu., Konno, R., Kosack, K., Kostunin, D., Kreter, M., Lamanna, G., Lemière, A., Lemoine-Goumard, M., Lenain, J. -P., Leser, E., Levy, C., Lohse, T., Lypova, I., Mackey, J., Majumdar, J., Malyshev, D., Marandon, V., Marchegiani, P., Marcowith, A., Mares, A., Martì-Devesa, G., Marx, R., Maurin, G., Meintjes, P. J., Moderski, R., Mohamed, M., Mohrmann, L., Moore, C., Morris, P., Moulin, E., Muller, J., Murach, T., Nakashima, K., Nakashima, S., de Naurois, M., Ndiyavala, H., Niederwanger, F., Niemiec, J., Oakes, L., O'Brien, P., Odaka, H., Ohm, S., Wilhelmi, E. de Ona, Ostrowski, M., Panter, M., Parsons, R. D., Peyaud, B., Piel, Q., Pita, S., Poireau, V., Noel, A. Priyana, Prokhorov, D. A., Prokoph, H., Pühlhofer, G., Punch, M., Quirrenbach, A., Raab, S., Rauth, R., Reimer, A., Reimer, O., Remy, Q., Renaud, M., Rieger, F., Rinchiuso, L., Romoli, C., Rowell, G., Rudak, B., Ruiz-Velasco, E., Sahakian, V., Sailer, S., Saito, S., Sanchez, D. A., Santangelo, A., Sasaki, M., Scalici, M., Schüssler, F., Schutter, H. M., Schwanke, U., Schwemmer, S., Seglar-Arroyo, M., Senniappan, M., Seyffert, A. S., Shafi, N., Shiningayamwe, K., Simoni, R., Sinha, A., Sol, H., Specovius, A., Spencer, S., Spir-Jacob, M., Stawarz, Ł., Steenkamp, R., Stegmann, C., Steppa, C., Takahashi, T., Tavernier, T., Taylor, A. M., Terrier, R., Tiziani, D., Tluczykont, M., Tomankova, L., Trichard, C., Tsirou, M., Tsuji, N., Tuffs, R., Uchiyama, Y., van der Walt, D. J., van Eldik, C., van Rensburg, C., van Soelen, B., Vasileiadis, G., Veh, J., Venter, C., Viana, A., Vincent, P., Vink, J., Völk, H. J., Vuillaume, T., Wadiasingh, Z., Wagner, S. J., Watson, J., Werner, F., White, R., Wierzcholska, A., Yang, R., Yoneda, H., Zacharias, M., Zanin, R., Zargaryan, D., Zdziarski, A. A., Zech, A., Zhu, S., Zorn, J., Żywucka, N.
Přispěvatelé:	26598973 - Abdalla, Hassan, 30588766 - Arcaro, Cornelia, 28644743 - Backes, Michael, 20574266 - Barnard, Monica, 24420530 - Böttcher, Markus, 30366755 - Chand, Tej B., 31125417 - Chandra, Sunil, 33379009 - Kreter, Michael, 26403366 - Ndiyavala, Hambeleleni, 22799133 - Schutte, Hester M., 20126999 - Seyffert, Albertus Stefanus, 10060499 - Van der Walt, Diederick Johannes, 21106266 - Van Rensburg, Carlo, 12006653 - Venter, Christo, 26594080 - Wadiasingh, Zorawar, 29092086 - Zacharias, Michael, 34208968 - Zywucka-Hejzner, Natalia, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), H.E.S.S., Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), H. E. S. S. Collaboration, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Faculty of Science, High Energy Astrophys. & Astropart. Phys (API, FNWI), API Other Research (FNWI)
Jazyk:	angličtina
Rok vydání:	2020
Předmět:	atmosphere [Cherenkov counter] VHE [gamma ray] mass [dark matter] Astrophysics 01 natural sciences 7. Clean energy galaxy: halo S046PHB HESS Gamma ray astronomy dark energy Physics density OBSERVATÓRIOS imaging halo [dark matter] halo [galaxy] gamma ray: emission Weakly interacting massive particles VERITAS Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena Particle astrophysics Cosmology & astrophysics Gravitation WIMP Milky Way Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena satellite Dark matter Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics Cherenkov counter: atmosphere GLAST cross section: annihilation S030DMA Galactic halo statistical analysis dark matter: halo cosmic rays emission [gamma ray] 0103 physical sciences Experiments in gravity ddc:530 14. Life underwater 010306 general physics Astrophysics::Galaxy Astrophysics Dwarf galaxy background 010308 nuclear & particles physics dark matter: mass sensitivity MAGIC Galaxy Dwarf spheroidal galaxy Dark matter halo annihilation [cross section] gamma ray: VHE 13. Climate action HESS - Abteilung Hinton Higgsino [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] HAWC cosmology Telescopes
Zdroj:	Phys.Rev.D Phys.Rev.D, 2020, 102 (6), pp.062001. ⟨10.1103/PhysRevD.102.062001⟩ Physical review / D 102(6), 062001 (2020). doi:10.1103/PhysRevD.102.062001 Physical Review D Repositório Institucional da USP (Biblioteca Digital da Produção Intelectual) Universidade de São Paulo (USP) instacron:USP Physical Review D, 102(6):062001. American Institute of Physics
ISSN:	1550-7998
DOI:	10.1103/PhysRevD.102.062001⟩
Popis:	Dwarf spheroidal galaxy satellites of the Milky Way are prime targets for indirect detection of dark matter with gamma rays due to their proximity, high dark matter content and absence of non-thermal emission processes. Recently, the Dark Energy Survey (DES) revealed the existence of new ultra-faint dwarf spheroidal galaxies in the southern-hemisphere sky, therefore ideally located for ground-based observations with the imaging atmospheric Cherenkov telescope array H.E.S.S. We present a search for very-high-energy ($E\gtrsim100$ GeV) gamma-ray emission using H.E.S.S. observations carried out recently towards Reticulum II, Tucana II, Tucana III, Tucana IV and Grus II satellites. No significant very-high-energy gamma-ray excess is found from the observations on any individual object nor in the combined analysis of all the datasets. Using the most recent modeling of the dark matter distribution in the dwarf galaxy halo, we compute for the first time on DES satellites individual and combined constraints from Cherenkov telescope observations on the annihilation cross section of dark matter particles in the form of Weakly Interacting Massive Particles. The combined 95% C.L. observed upper limits reach $\langle \sigma v \rangle \simeq 1 \times 10^{-23}$ cm$^3$s$^{-1}$ in the $W^+W^-$ channel and $4 \times 10^{-26}$ cm$^3$s$^{-1}$ in the $\gamma\gamma$ channels for a dark matter mass of 1.5 TeV. The H.E.S.S. constraints well complement the results from Fermi-LAT, HAWC, MAGIC and VERITAS and are currently the most stringent in the $\gamma\gamma$ channels in the multi-GeV/multi-TeV mass range. Comment: 20 pages, 12 figures
Databáze:	OpenAIRE
Externí odkaz:	https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=doi_dedup___::79da523a2e5a2560a5f0900fff5c5c57 https://hdl.handle.net/10394/35786 Zobrazit plný text záznamu