PoS - Proceedings of Science
Volume 395 - 37th International Cosmic Ray Conference (ICRC2021) - DM - Dark Matter
Search for dark matter annihilation signals from unidentified Fermi-LAT objects with H.E.S.S.
A. Montanari, E. Moulin, D. Glawion,  Hess Collaboration, H. Abdalla, F. Aharonian, F. Ait-Benkhali, O. Anguener, C. Arcaro, C. Armand, T. Armstrong, H. Ashkar, M. Backes, V. Baghmanyan, V. Barbosa Martins, A. Barnacka, M. Barnard, R.W. Batzofin, Y. Becherini, D. Berge, K. Bernloehr, B. Bi, M. Böttcher, C. Boisson, J. Bolmont, M. Bony (de), M. Breuhaus, R. Brose, F. Brun, T. Bulik, T. Bylund, F. Cangemi, S. Caroff, S. Casanova, J. Catalano, P. Chambery, T.B. Chand, A. Chen, G. Cotter, M. Curlo, H. Dalgleish, J. Damascene Mbarubucyeye, I.D. Davids, J. Davies, J. Devin, A. Djannati-Ataï, A. Dmytriiev, A. Donath, V. Doroshenko, L. Dreyer, L. Du Plessis, C. Duffy, K. Egberts, S. Einecke, J.P. Ernenwein, S. Fegan, K. Feijen, A. Fiasson, G. Fichet de Clairfontaine, G. Fontaine, L. Frans, M. Fuessling, S. Funk, S. Gabici, Y. Gallant, G. Giavitto, L. Giunti, J.F. Glicenstein, M.H. Grondin, S. Hattingh, M. Haupt, G. Hermann, J. Hinton, W. Hofmann, C. Hoischen, T. Holch, M. Holler, D. Horns, Z.Q. Huang, D. Huber, M. Hörbe, M. Jamrozy, F. Jankowsky, V. Joshi, I. Jung, E. Kasai, K. Katarzynski, U. Katz, D. Khangulyan, B. Khelifi, S. Klepser, W. Kluzniak, N. Komin, R. Konno, K. Kosack, D. Kostunin, M. Kreter, G. Kukec Mezek, A. Kundu, G. Lamanna, S. Le Stum, A. Lemiere, M. Lemoine-Goumard, J.P. Lenain, F. Leuschner, C. Levy, T. Lohse, A. Luashvili, I. Lypova, J. Mackey, J. Majumdar, D. Malyshev*, D. Malyshev, V. Marandon, P. Marchegiani, A. Marcowith, A. Mares, G. Martí-Devesa, R. Marx, G. Maurin, P. Meintjes, M. Meyer, A. Mitchell, R. Moderski, L. Mohrmann, C. Moore, P. Morris, J. Muller, T. Murach, K. Nakashima, M. Naurois (de), A. Nayerhoda, H. Davids, J. Niemiec, A. Noel, P. O'Brien, L.L. Oberholzer, S. Ohm, L. Olivera-Nieto, E. Ona-Wilhelmi (de), M. Ostrowski, S. Panny, M. Panter, D. Parsons, G. Peron, S. Pita, V. Poireau, D.A. Prokhorov, H. Prokoph, G. Puehlhofer, M. Punch, A. Quirrenbach, P. Reichherzer, A. Reimer, O. Reimer, Q. Remy, M. Renaud, B. Reville, F. Rieger, C. Romoli, G.P. Rowell, B. Rudak, H. Rueda Ricarte, E. Ruiz Velasco, V. Sahakian, S. Sailer, H. Salzmann, D. Sanchez, A. Santangelo, M. Sasaki, J. Schaefer, H. Schutte, U. Schwanke, F. Schüssler, M. Senniappan, A. Seyffert, J.N.S. Shapopi, K. Shiningayamwe, R. Simoni, A. Sinha, H. Sol, H. Spackman, A. Specovius, S.T. Spencer, M. Spir-Jacob, L. Stawarz, R. Steenkamp, C. Stegmann, S. Steinmassl, C. Steppa, L. Sun, T. Takahashi, T. Tanaka, T. Tavernier, A. Taylor, R. Terrier, H. Thiersen, C. Thorpe-Morgan, M. Tluczykont, L. Tomankova, M. Tsirou, N. Tsuji, R. Tuffs, Y. Uchiyama, J. van der Walt, C. van Eldik, C. van Rensburg, B. van Soelen, G. Vasileiadis, J. Veh, C. Venter, P. Vincent, J. Vink, H.J. Völk, S. Wagner, J.J. Watson, F. Werner, R. White, A. Wierzcholska, Y.W. Wong, H.M. Yassin, A. Yusafzai, M. Zacharias, R. Zanin, D. Zargaryan, A. Zdziarski, A. Zech, S. Zhu, A. Zmija, S. Zouari and N. Żywuckaet al. (click to show)
Full text: pdf
Pre-published on: July 09, 2021
Published on: March 18, 2022
Abstract
Cosmological N-body simulations show that Milky-Way-sized galaxies harbor a population of unmerged dark matter subhalos. These subhalos could shine in gamma rays and be eventually detected in gamma-ray surveys as unidentified sources. We search for very-high-energy (VHE, $E\geq 100$~GeV) gamma-ray emission using H.E.S.S. observations carried out from a thorough selection of unidentified Fermi-LAT Objects (UFOs) as dark matter subhalo candidates. Provided that the dark matter mass is higher than a few hundred GeV, the emission of the UFOs can be well described by dark matter annihilation models. No significant VHE gamma-ray emission is detected in any UFO dataset nor in their combination. We, therefore, derive constraints on the product of the velocity-weighted annihilation cross-section $\langle \sigma v\rangle$ by the $J$-factor on dark matter models describing the UFO emissions. Upper limits at 95\% confidence level are derived on $\langle \sigma v\rangle J$ in $W^+W^-$ and $\tau^+\tau^-$ annihilation channels for the TeV dark matter particles. Focusing on thermal WIMPs, strong constraints on the $J$-factors are obtained from H.E.S.S. observations. Adopting model-dependent predictions from cosmological N-body simulations on the $J$-factor distribution function for Milky Way (MW)-sized galaxies, only $\lesssim 0.3$~TeV mass dark matter models marginally allow to explain observed UFO emission.
DOI: https://doi.org/10.22323/1.395.0538
How to cite

Metadata are provided both in "article" format (very similar to INSPIRE) as this helps creating very compact bibliographies which can be beneficial to authors and readers, and in "proceeding" format which is more detailed and complete.

Open Access
Creative Commons LicenseCopyright owned by the author(s) under the term of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.