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Constraining Dark Matter Models from a Combined Analysis of Milky Way Satellites with the Fermi Large Area Telescope

Authors :
The, Fermi-LAT Collaboration
Ackermann, M.
Ajello, M.
Albert, A.
Atwood, W. B.
Baldini, L.
Ballet, J.
Barbiellini, G.
Bastieri, D.
Bechtol, K.
Bellazzini, R.
Berenji, B.
Blandford, R. D.
Bloom, E. D.
Bonamente, E.
Borgland, A.W.
Bregeon, J.
Brigida, M.
Bruel, P.
Buehler, R.
Burnett, T. H.
Buson, S.
Caliandro, G. A.
Cameron, R. A.
Canadas, B.
Caraveo, P. A.
Casandjian, J. M.
Cecchi, C.
Charles, E.
Chekhtman, A.
Chiang, J.
Ciprini, S.
Claus, R.
Cohen-Tanugi, J.
Conrad, J.
Cutini, S.
de, Angelis A.
de, Palma F.
Dermer, C. D.
Digel, S. W.
do, Couto e Silva E.
Drell, P. S.
Drlica-Wagner, A.
Falletti, L.
Favuzzi, C.
Fegan, S. J.
Ferrara, E. C.
Funk, S.
Fusco, P.
Gargano, F.
Gasparrini, D.
Gehrels, N.
Germani, S.
Giglietto, N.
Giordano, F.
Giroletti, M.
Glanzman, T.
Godfrey, G.
Grenier, I. A.
Guiriec, S.
Gustafsson, M.
Hadasch, D.
Hays, E.
Hughes, R. E.
Jeltema, T. E.
Johannesson, G.
Johnson, R. P.
Johnson, A. S.
Knodlseder, J.
Kuss, M.
Lande, J.
Latronico, L.
Lionetto, A. M.
Llena, Garde M.
Longo, F.
Loparco, F.
Lott, B.
Lovellette, M. N.
Lubrano, P.
Madejski, G. M.
Mazziotta, M. N.
McEnery, J. E.
Mehault, J.
Michelson, P. F.
Monte, C.
Monzani, M. E.
Morselli, A.
Moskalenko, I. V.
Murgia, S.
Naumann-Godo, M.
Norris, J. P.
Nuss, E.
Omodei, N.
Orlando, E.
Ormes, J. F.
Borgland, A. W.
Fukazawa, Y.
Hayashida, M.
Kamae, T.
Katagiri, H.
Kataoka, J.
Mizuno, T.
Ohsugi, T.
Okumura, Akira
Ozaki, Masanobu
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC)
Stanford University
Center for Cosmology & AstroParticle Physics
Ohio State University [Columbus] (OSU)
Santa Cruz Institute for Particle Physics (SCIPP)
University of California [Santa Cruz] (UCSC)
University of California-University of California
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Pisa] (INFN)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste (INFN, Sezione di Trieste)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova (INFN, Sezione di Padova)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia (INFN, Sezione di Perugia)
Dipartimento di Fisica \M. Merlin' dell'Universita e del Politecnico di Bari
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sezione di Bari (INFN, sezione di Bari)
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)
University of Washington [Seattle]
Institut de Ciencies de l'Espai [Barcelona] (ICE-CSIC)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Sezione di Roma 1] (INFN)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
INAF - Osservatorio Astronomico di Milano (OAM)
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
ARTEP,inc (ARTEP)
ARTEP, inc
ASI Science Data Center
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)
Stockholm University Astrobiology Centre
Stockholm University
Agenzia Spaziale Italiana (ASI)
Space Science Division [Washington]
Naval Research Laboratory (NRL)
NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)
Hiroshima City University
Istituto di Radioastronomia INAF
Center for Space Plasma and Aeronomic Research [Huntsville] (CSPAR)
University of Alabama in Huntsville (UAH)
Kyoto University [Kyoto]
University of Iceland [Reykjavik]
Ibaraki University
Waseda University
Galaxies, Astrophysique des Hautes Energies et Cosmologie (GAHEC)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma 3 (INFN, Sezione di Roma 3)
The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics and Department of Physics, Stockholm University
GLAST
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)-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)
University of Maryland [College Park]
University of Maryland System
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma Tor Vergata (INFN, Sezione di Roma Tor Vergata)
Boise State University
Hiroshima Astrophysical Science Center
Hiroshima University
Institute of Space and Astronautical Science (ISAS)
Japan Aerospace Exploration Agency [Sagamihara] (JAXA)
University of Denver
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI)
Max-Planck-Gesellschaft
Center for Earth Observing and Space Research [Fairfax] (CEOSR)
George Mason University [Fairfax]
Dipartimento di Fisica e Astronomia 'Galileo Galilei'
Universita degli Studi di Padova
Leopold Franzens Universität Innsbruck - University of Innsbruck
NASA Ames Research Center Cooperative for Research in Earth Science in Technology (ARC-CREST)
NASA Ames Research Center (ARC)
Purdue University Calumet Department of Chemistry and Physics
Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)
Fermi-LAT
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
University of California [Santa Cruz] (UC Santa Cruz)
University of California (UC)-University of California (UC)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Dipartimento di Fisica 'M. Merlin' dell'Università e del Politecnico di Bari
Politecnico di Bari
Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Kyoto University
Waseda University [Tokyo, Japan]
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -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 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)
Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd)
Purdue University [West Lafayette]
Ackermann, M.
Ajello, M.
Albert, A.
Atwood, W. B.
Baldini, L.
Ballet, J.
Barbiellini, G.
Bastieri, D.
Bechtol, K.
Bellazzini, R.
Berenji, B.
Blandford, R. D.
Bloom, E. D.
Bonamente, E.
Borgland, A. W.
Bregeon, J.
Brigida, M.
Bruel, P.
Buehler, R.
Burnett, T. H.
Buson, S.
Caliandro, G. A.
Cameron, R. A.
Ca\~nadas, B.
Caraveo, P. A.
Casandjian, J. M.
Cecchi, C.
Charles, E.
Chekhtman, A.
Chiang, J.
Ciprini, S.
Claus, R.
Cohen Tanugi, J.
Conrad, J.
Cutini, S.
Angelis, A.
Palma, F.
Dermer, C. D.
Digel, S. W.
Couto, E.
Drell, P. S.
Drlica Wagner, A.
Falletti, L.
Favuzzi, C.
Fegan, S. J.
Ferrara, E. C.
Fukazawa, Y.
Funk, S.
Fusco, P.
Gargano, F.
Gasparrini, D.
Gehrels, N.
Germani, S.
Giglietto, N.
Giordano, F.
Giroletti, M.
Glanzman, T.
Godfrey, G.
Grenier, I. A.
Guiriec, S.
Gustafsson, M.
Hadasch, D.
Hayashida, M.
Hays, E.
Hughes, R. E.
Jeltema, T. E.
Johannesson, G.
Johnson, R. P.
Johnson, A. S.
Kamae, T.
Katagiri, H.
Kataoka, J.
Kn\odlseder, J.
Kuss, M.
Lande, J.
Latronico, L.
Lionetto, A. M.
Garde, M.
Longo, Francesco
Loparco, F.
Lott, B.
Lovellette, M. N.
Lubrano, P.
Madejski, G. M.
Mazziotta, M. N.
Mcenery, J. E.
Mehault, J.
Michelson, P. F.
Mitthumsiri, W.
Mizuno, T.
Monte, C.
Monzani, M. E.
Morselli, A.
Moskalenko, I. V.
Murgia, S.
Naumann Godo, M.
Norris, J. P.
Nuss, E.
Ohsugi, T.
Okumura, A.
Omodei, N.
Orlando, E.
Ormes, J. F.
Ozaki, M.
Paneque, D.
Parent, D.
Pesce Rollins, M.
Pierbattista, M.
Piron, F.
Pivato, G.
Porter, T. A.
Profumo, S.
Rain\`o, S.
Razzano, M.
Reimer, A.
Reimer, O.
Ritz, S.
Roth, M.
Sadrozinski, H. F.
Sbarra, C.
Scargle, J. D.
Schalk, T. L.
Sgr\`o, C.
Siskind, E. J.
Spandre, G.
Spinelli, P.
Strigari, L.
Suson, D. J.
Tajima, H.
Takahashi, H.
Tanaka, T.
Thayer, J. G.
Thayer, J. B.
Thompson, D. J.
Tibaldo, L.
Tinivella, M.
Torres, D. F.
Troja, E.
Uchiyama, Y.
Vandenbroucke, J.
Vasileiou, V.
Vianello, G.
Vitale, V.
Waite, A. P.
Wang, P.
Winer, B. L.
Wood, K. S.
Wood, M.
Yang, Z.
Zimmer, S.
Kaplinghat, M.
Martinez, G. D.
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2011, 107, pp.241302. ⟨10.1103/PhysRevLett.107.241302⟩, Physical Review Letters, 2011, 107, pp.241302. ⟨10.1103/PhysRevLett.107.241302⟩, ResearcherID
Publication Year :
2011

Abstract

Satellite galaxies of the Milky Way are among the most promising targets for dark matter searches in gamma rays. We present a search for dark matter consisting of weakly interacting massive particles, applying a joint likelihood analysis to 10 satellite galaxies with 24 months of data of the Fermi Large Area Telescope. No dark matter signal is detected. Including the uncertainty in the dark matter distribution, robust upper limits are placed on dark matter annihilation cross sections. The 95% confidence level upper limits range from about 1e-26 cm^3 s^-1 at 5 GeV to about 5e-23 cm^3 s^-1 at 1 TeV, depending on the dark matter annihilation final state. For the first time, using gamma rays, we are able to rule out models with the most generic cross section (~3e-26 cm^3 s^-1 for a purely s-wave cross section), without assuming additional boost factors.<br />Comment: 6 pages, 2 figures; Contact authors: Johann Cohen-Tanugi, Jan Conrad, and Maja Llena Garde

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2011, 107, pp.241302. ⟨10.1103/PhysRevLett.107.241302⟩, Physical Review Letters, 2011, 107, pp.241302. ⟨10.1103/PhysRevLett.107.241302⟩, ResearcherID
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0b1e63ee6873acf0d1214ea3c5162121
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.241302⟩