1. The second data release from the European Pulsar Timing Array: VI. Challenging the ultralight dark matter paradigm
- Author
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Smarra, Clemente, Goncharov, Boris, Barausse, Enrico, Antoniadis, J., Babak, S., Nielsen, A. -S. Bak, Bassa, C. G., Berthereau, A., Bonetti, M., Bortolas, E., Brook, P. R., Burgay, M., Caballero, R. N., Chalumeau, A., Champion, D. J., Chanlaridis, S., Chen, S., Cognard, I., Desvignes, G., Falxa, M., Ferdman, R. D., Franchini, A., Gair, J. R., Graikou, E., Grie, J. -M., Guillemot, L., Guo, Y. J., Hu, H., Iraci, F., Izquierdo-Villalba, D., Jang, J., Jawor, J., Janssen, G. H., Jessner, A., Karuppusamy, R., Keane, E. F., Keith, M. J., Kramer, M., Krishnakumar, M. A., Lackeos, K., Lee, K. J., Liu, K., Liu, Y., Lyne, A. G., McKee, J. W., Main, R. A., Mickaliger, M. B., Niţu, I. C., Parthasarathy, A., Perera, B. B. P., Perrodin, D., Petiteau, A., Porayko, N. K., Possenti, A., Leclere, H. Quelquejay, Samajdar, A., Sanidas, S. A., Sesana, A., Shaifullah, G., Speri, L., Spiewak, R., Stappers, B. W., Susarla, S. C., Theureau, G., Tiburzi, C., van der Wateren, E., Vecchio, A., Krishnan, V. Venkatraman, Wang, J., Wang, L., Wu, Z., 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 Paris Cité (UPCité), Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace (LPC2E), Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Unité Scientifique de la Station de Nançay (USN), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-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)), and European Pulsar Timing Array
- Subjects
High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE) ,Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO) ,dark matter, interaction ,density, local ,FOS: Physical sciences ,General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc) ,GeV ,Astrophysics - Astrophysics of Galaxies ,General Relativity and Quantum Cosmology ,High Energy Physics - Phenomenology ,High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph) ,gravitation ,Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA) ,[PHYS.HPHE]Physics [physics]/High Energy Physics - Phenomenology [hep-ph] ,[PHYS.GRQC]Physics [physics]/General Relativity and Quantum Cosmology [gr-qc] ,galaxy ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena ,pseudoscalar ,dark matter, density ,pulsar ,Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics - Abstract
Pulsar Timing Array experiments probe the presence of possible scalar/pseudoscalar ultralight dark matter particles through decade-long timing of an ensemble of galactic millisecond radio pulsars. With the second data release of the European Pulsar Timing Array, we focus on the most robust scenario, in which dark matter interacts only gravitationally with ordinary baryonic matter. Our results show that ultralight particles with masses $10^{-24.0}~\text{eV} \lesssim m \lesssim 10^{-23.2}~\text{eV}$ cannot constitute $100\%$ of the measured local dark matter density, but can have at most local density $\rho\lesssim 0.15$ GeV/cm$^3$., Comment: 5 pages + acknowledgements + refs, 2 figures
- Published
- 2023