1. Search for dark matter annihilation in the Wolf-Lundmark-Melotte dwarf irregular galaxy with H.E.S.S
- Author
-
Abdallah, H., Adam, R., Baghmanyan, V., Lamanna, G., Lemière, A., Lemoine-Goumard, M., Lenain, J.-P., Levy, C., Lohse, T., Lypova, Iryna, Mackey, J., Majumdar, Jhilik, Malyshev, D., Barbosa Martins, Victor, Marandon, V., Marchegiani, P., Marcowith, A., Mares, A., Martì-Devesa, G., Marx, R., Maurin, G., Meintjes, P. J., Meyer, M., Barnacka, A., Moderski, R., Mohamed, M., Mohrmann, L., Montanari, A., Moore, C., Morris, P., Moulin, Jean-Francois, Muller, J., Murach, Thomas, Nakashima, K., Barnard, M., Nayerhoda, A., de Naurois, M., Ndiyavala, H., Niederwanger, F., Niemiec, J., Oakes, L., O'Brien, P., Odaka, H., Ohm, Stefan, Olivera-Nieto, L., Becherini, Y., de Ona Wilhelmi, Emma Maria, Ostrowski, M., Panter, M., Panny, S., Parsons, R. D., Peron, G., Peyaud, B., Piel, Q., Pita, S., Poireau, V., Berge, D., Noel, A. Priyana, Prokhorov, D. A., Prokoph, Heike, Pühlhofer, G., Punch, M., Quirrenbach, A., Raab, S., Rauth, R., Reichherzer, P., Reimer, A., Bernlöhr, K., Reimer, O., Remy, Q., Renaud, M., Rieger, F., Rinchiuso, L., Romoli, C., Rowell, G., Rudak, B., Ruiz-Velasco, E., Sahakian, V., Bi, B., Sailer, S., Sanchez, D. A., Santangelo, A., Sasaki, M., Scalici, M., Schüssler, F., Schutte, H. M., Schwanke, U., Schwemmer, S., Seglar-Arroyo, M., Böttcher, M., Senniappan, M., Seyffert, A. S., Shafi, N., Shiningayamwe, K., Simoni, R., Sinha, A., Sol, H., Specovius, A., Spencer, S., Spir-Jacob, M., Boisson, C., Stawarz, Ł., Sun, L., Steenkamp, R., Stegmann, Christian, Steinmassl, S., Steppa, C., Takahashi, T., Tavernier, T., Taylor, Andrew, Terrier, R., Aharonian, F., Bolmont, J., Tiziani, D., Tluczykont, M., Tomankova, L., Trichard, C., Tsirou, M., Tuffs, R., Uchiyama, Y., van der Walt, D. J., van Eldik, C., van Rensburg, C., de Bony de Lavergne, M., van Soelen, B., Vasileiadis, G., Veh, J., Venter, C., Vincent, P., Vink, J., Völk, H. J., Vuillaume, T., Wadiasingh, Z., Wagner, S. J., Breuhaus, M., Watson, J., Werner, F., White, R., Wierzcholska, A., Wong, Yu Wun, Yusafzai, A., Zacharias, M., Zanin, R., Zargaryan, D., Zdziarski, A. A., Brun, F., Zech, A., Zhu, Sylvia Jiechen, Zorn, J., Zouari, S., Z̀ywucka, N., H. E. S. S. Collaboration, Brun, P., Bryan, M., Büchele, M., Bulik, T., Bylund, T., Caroff, S., Benkhali, F. Ait, Carosi, A., Casanova, S., Chand, T., Chandra, S., Chen, A., Cotter, G., Curyło, M., Mbarubucyeye, Jean Damascene, Davids, I. D., Davies, J., Angüner, E. O., Deil, C., Devin, J., deWilt, P., Dirson, L., Djannati-Ataï, A., Dmytriiev, A., Donath, A., Doroshenko, V., Duffy, C., Dyks, J., Arcaro, C., Egberts, K., Eichhorn, F., Einecke, S., Emery, G., Ernenwein, J.-P., Feijen, K., Fegan, S., Fiasson, A., de Clairfontaine, G. Fichet, Fontaine, G., Armand, C., Funk, S., Füssling, Matthias, Gabici, S., Gallant, Y. A., Giavitto, Gianluca, Giunti, L., Glawion, D., Glicenstein, J. F., Gottschall, D., Grondin, M.-H., Armstrong, T., Hahn, J., Haupt, Maria, Hermann, G., Hinton, J. A., Hofmann, W., Hoischen, C., Holch, T. L., Holler, M., Hörbe, M., Horns, D., Ashkar, H., Huber, D., Jamrozy, M., Jankowsky, D., Jankowsky, F., Jardin-Blicq, A., Joshi, V., Jung-Richardt, I., Kasai, E., Kastendieck, M. A., Katarzyński, K., Backes, M., Katz, U., Khangulyan, D., Khélifi, B., Klepser, S., Kluźniak, W., Komin, Nu., Konno, Ruslan, Kosack, K., Kostunin, D., Kreter, M., 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), 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), 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), H.E.S.S., Collaboration, 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), 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), 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 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), Gravitation and Astroparticle Physics Amsterdam, and High Energy Astrophys. & Astropart. Phys (API, FNWI)
- Subjects
atmosphere [Cherenkov counter] ,Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena ,Dark matter ,VHE [gamma ray] ,Cosmic ray ,Astrophysics ,Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics ,GeV ,Cherenkov counter: atmosphere ,01 natural sciences ,Cosmology ,annihilation [dark matter] ,S030DMA ,cosmic rays ,S046PHB ,HESS ,0103 physical sciences ,[PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex] ,TeV ,Experiments in gravity ,ddc:530 ,photon photon ,High Energy Stereoscopic System ,high energy physics - experiment ,010303 astronomy & astrophysics ,Astrophysics::Galaxy Astrophysics ,Dwarf galaxy ,Physics ,Experiments in gravity, cosmology, cosmic rays ,astrophysics - high energy astrophysical phenomena ,Annihilation ,010308 nuclear & particles physics ,imaging ,dark matter: annihilation ,Galaxy ,gamma ray: VHE ,kinematics ,galaxy ,Irregular galaxy ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,cosmology - Abstract
Physical review / D 103(10), 102002 (2021). doi:10.1103/PhysRevD.103.102002, We search for an indirect signal of dark matter through very high-energy γ rays from the Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) dwarf irregular galaxy. The pair annihilation of dark matter particles would produce Standard Model particles in the final state such as γ rays, which might be detected by ground-based Cherenkov telescopes. Dwarf irregular galaxies represent promising targets as they are dark matter dominated objects with well-measured kinematics and small uncertainties on their dark matter distribution profiles. In 2018, the five-telescopes of the high energy stereoscopic system observed the dwarf irregular galaxy WLM for 18 hours. We present the first analysis based on data obtained from an imaging atmospheric Cherenkov telescope for this subclass of dwarf galaxy. As we do not observe any significant excess in the direction of WLM, we interpret the result in terms of constraints on the velocity-weighted cross section for dark matter pair annihilation ⟨σv⟩ as a function of the dark matter particle mass for various continuum channels, as well as the prompt γγ emission. For the τ+τ- channel, the limits reach a ⟨σv⟩ value of about 4×10-22 cm3 s-1 for a dark matter particle mass of 1 TeV. For the prompt γγ channel, the upper limit reaches a ⟨σv⟩ value of about 5×10-24 cm3 s-1 for a mass of 370 GeV. These limits represent an improvement of up to a factor 200, with respect to previous results for the dwarf irregular galaxies for TeV dark matter search., Published by Inst., Melville, NY
- Published
- 2021
- Full Text
- View/download PDF