PoS - Proceedings of Science
Volume 444 - 38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023) - Dark Matter Physics (DM)
Dark matter searches in dwarf spheroidal galaxies with the Cherenkov Telescope Array
F.G. Saturni*, G. Rodríguez-Fernández,  Cta, K. Abe, S. Abe, A. Acharyya, R. Adam, A. Aguasca-Cabot, I. Agudo, J. Alfaro, N. Alvarez-Crespo, R. Alves Batista, J.P. Amans, E. Amato, F. Ambrosino, E.O. Angüner, L.A. Antonelli, C. Aramo, C. Arcaro, L. Arrabito, K. Asano, J. Aschersleben, H. Ashkar, L. Augusto Stuani, D. Baack, M. Backes, C. Balazs, M. Balbo, A. Baquero Larriva, V. Barbosa Martins, U. Barres de Almeida, J.A. Barrio, D. Bastieri, P.I. Batista, I. Batković, R.W. Batzofin, J.R. Baxter, G. Beck, J. Becker Tjus, L. Beiske, D. Belardinelli, W. Benbow, E. Bernardini, J. Bernete Medrano, K. Bernlöhr, A. Berti, V. Beshley, P. Bhattacharjee, S. Bhattacharyya, B. Bi, N. Biederbeck, A. Biland, E. Bissaldi, O. Blanch, J. Blazek, C. Boisson, J. Bolmont, G. Bonnoli, P. Bordas, Z. Bosnjak, F. Bradascio, C. Braiding, E. Bronzini, R. Brose, A.M. Brown, F. Brun, G. Brunelli, A. Bulgarelli, I. Burelli, L. Burmistrov, M. Burton, T. Bylund, P.G. Calisse, A. Campoy-Ordaz, B.K. Cantlay, M. Capalbi, A. Caproni, R. Capuzzo-Dolcetta, C. Carlile, S. Caroff, A. Carosi, R. Carosi, M.S. Carrasco, E. Cascone, F. Cassol, N. Castrejon, F. Catalani, D. Cerasole, M. Cerruti, S. Chaty, A.W. Chen, M. Chernyakova, A. Chiavassa, J. Chudoba, C.H. Coimbra Araujo, V. Conforti, F. Conte, J.L. Contreras, C. Cossou, A. Costa, H. Costantini, P. Cristofari, O. Cuevas, Z. Curtis-Ginsberg, G. D'Amico, F. D'Ammando, M. Dadina, M. Dalchenko, L. David, I.D. Davids, F. Dazzi, A. De Angelis, M. de Bony de Lavergne, V. De Caprio, G. De Cesare, E.M. de Gouveia Dal Pino, B. De Lotto, M. de Lucia, R. de Menezes, M. de Naurois, E. de Oña Wilhelmi, N. De Simone, V. de Souza, L. Del Peral, M.V. del Valle, E. Delagnes, A.G. Delgado Giler, C. Delgado, M. Dell'aiera, R. Della Ceca, M. Della Valle, D. Della Volpe, D. Depaoli, A. Dettlaff, T. Di Girolamo, A. Di Piano, F. Di Pierro, R. Di Tria, L. Di Venere, C. Díaz-Bahamondes, C. Dib, S. Diebold, R. Dima, A. Dinesh, A. Djannati-Ataï, J.I. Djuvsland, A. Dominguez, R.M. Dominik, A. Donini, D. Dorner, J. Dörner, M. Doro, R.d.C. dos Anjos, J.L. Dournaux, D. Dravins, C. Duangchan, C. Dubos, L. Ducci, V.V. Dwarkadas, J. Ebr, C. Eckner, K. Egberts, S. Einecke, D. Elsässer, G. Emery, M. Escobar Godoy, J. Escudero, P. Esposito, D. Falceta-Gonçalves, V. Fallah Ramazani, A. Faure, E. Fedorova, S. Fegan, K. Feijen, Q. Feng, G. Ferrand, F. Ferrarotto, E. Fiandrini, A. Fiasson, V. Fioretti, L. Foffano, L. Font Guiteras, G. Fontaine, S. Fröse, S. Fukami, Y. Fukui, S. Funk, D. Gaggero, G. Galanti, G. Galaz, Y.A. Gallant, S. Gallozzi, V. Gammaldi, C. Gasbarra, M. Gaug, A. Ghalumyan, F. Gianotti, M. Giarrusso, N. Giglietto, F. Giordano, A. Giuliani, J.F. Glicenstein, J. Glombitza, P. Goldoni, J.M. González, M.M. González, J. Goulart Coelho, J. Granot, D. Grasso, R. Grau Haro, D. Green, J.G. Green, T. Greenshaw, G. Grolleron, J. Grube, O. Gueta, S. Gunji, D. Hadasch, P. Hamal, W. Hanlon, S. Hara, V.M. Harvey, K. Hashiyama, T. Hassan, M. Heller, S. Hernández Cadena, J. Hie, N. Hiroshima, B. Hnatyk, R. Hnatyk, D. Hoffmann, W. Hofmann, M. Holler, D. Horan, P. Horvath, T. Hovatta, D. Hrupec, S. Hussain, M. Iarlori, T. Inada, F. Incardona, Y. Inome, S. Inoue, F. Iocco, K. Ishio, M. Jamrozy, P. Janecek, F. Jankowsky, C. Jarnot, P. Jean, I. Jiménez Martínez, W. Jin, L. Jocou, C. Juramy-Gilles, J. Jurysek, O. Kalekin, D. Kantzas, V. Karas, S. Kaufmann, D. Kerszberg, B. Khelifi, D.B. Kieda, T.K. Kleiner, W. Kluźniak, Y. Kobayashi, K. Kohri, N. Komin, P. Kornecki, K. Kosack, H. Kubo, J. Kushida, A. La Barbera, N. La Palombara, M. Lainez, A. Lamastra, J.S. Lapington, S. Lazarevic, J. Lazendic-Galloway, S. Leach, M. Lemoine-Goumard, J.P. Lenain, G. Leto, F. Leuschner, E. Lindfors, M. Linhoff, I. Liodakis, L. Loïc, S. Lombardi, F. Longo, R. López-Coto, M. López-Moya, A. López-Oramas, S. Loporchio, J. Lozano Bahilo, P.L. Luque-Escamilla, O. Macias, G. Maier, P. Majumdar, D. Malyshev, D. Malyshev, D. Mandat, G. Manicò, P.D. Marinos, S. Markoff, I. Márquez, P. Marquez, G. Marsella, J. Martí, P. Martin, G.A. Martínez, M. Martínez, O. Martinez, C. Marty, A. Mas-Aguilar, M. Mastropietro, G. Maurin, W. Max-Moerbeck, D. Mazin, D. Melkumyan, S. Menchiari, E. Mestre, J.L. Meunier, D.M.A. Meyer, D. Miceli, M. Michailidis, J. Michałowski, T. Miener, J.M. Miranda, A. Mitchell, M. Mizote, T. Mizuno, R. Moderski, L. Mohrmann, M. Molero, C. Molfese, E. Molina, T. Montaruli, A. Moralejo, D. Morcuende, K. Morik, A. Morselli, E. Moulin, V. Moya Zamanillo, R. Mukherjee, K. Munari, A. Muraczewski, H. Muraishi, T. Nakamori, L. Nava, A. Nayak, R. Nemmen, L. Nickel, J. Niemiec, D. Nieto, M. Nievas Rosillo, M. Nikołajuk, K. Nishijima, K. Noda, D. Nosek, B. Novosyadlyj, V. Novotný, S. Nozaki, P. O'Brien, M. Ohishi, Y. Ohtani, A. Okumura, J.F. Olive, B. Olmi, R.A. Ong, M. Orienti, R. Orito, M. Orlandini, E. Orlando, M. Ostrowski, N. Otte, I. Oya, I. Pagano, A. Pagliaro, M. Palatiello, G. Panebianco, J.M. Paredes, N. Parmiggiani, S.R. Patel, B. Patricelli, D. Pavlović, A. Pe'er, M. Pech, M. Pecimotika, M. Peresano, J. Pérez-Romero, G. Peron, M. Persic, P.O. Petrucci, O. Petruk, F. Pfeifle, F. Pintore, G. Pirola, C. Pittori, C. Plard, F. Podobnik, M. Pohl, E. Pons, E. Prandini, J. Prast, G. Principe, C. Priyadarshi, N. Produit, D. Prokhorov, E. Pueschel, G. Pühlhofer, M.L. Pumo, M. Punch, A. Quirrenbach, S. Raino, N. Randazzo, R. Rando, T. Ravel, S. Razzaque, M. Regeard, P. Reichherzer, A. Reimer, O. Reimer, A. Reisenegger, T. Reposeur, B. Reville, W. Rhode, M. Ribó, T. Richtler, F. Rieger, E. Roache, G. Rodriguez Fernandez, M.D. Rodríguez Frías, J.J. Rodríguez-Vázquez, P. Romano, G. Romeo, J. Rosado, G.P. Rowell, B. Rudak, A.J. Ruiter, C.B. Rulten, F. Russo, I. Sadeh, L. Saha, T. Saito, S. Sakurai, H. Salzmann, D. Sanchez, M. Sanchez-Conde, P. Sangiorgi, H. Sano, M. Santander, A. Santangelo, R. Santos-Lima, A. Sanuy, T. Šarić, A. Sarkar, S. Sarkar, F.G. Saturni, V. Savchenko, A. Scherer, P. Schipani, B. Schleicher, P. Schovanek, J.L. Schubert, F. Schüssler, U. Schwanke, G. Schwefer, S. Scuderi, M. Seglar Arroyo, I. Seitenzahl, O. Sergijenko, V. Sguera, R.Y. Shang, P. Sharma, G.D.S. Sidibe, L. Sidoli, H. Siejkowski, C. Siqueira, P. Sizun, V. Sliusar, A. Slowikowska, H. Sol, A. Specovius, S.T. Spencer, D. Spiga, A. Stamerra, S. Stanič, T. Starecki, R. Starling, C. Steppa, T. Stolarczyk, J. Strišković, M.C. Strzys, Y. Suda, T. Suomijarvi, D. Tak, M. Takahashi, R. Takeishi, P.H.T. Tam, S.J. Tanaka, T. Tanaka, K. Terauchi, V. Testa, L. Tibaldo, O. Tibolla, F. Torradeflot, D.F. Torres, E. Torresi, N. Tothill, F. Toussenel, V. Touzard, A. Tramacere, P. Travnicek, G. Tripodo, S. Truzzi, A. Tsiahina, A. Tutone, M. Vacula, B. Vallage, P. Vallania, R. Vallés, C. van Eldik, J. van Scherpenberg, J. Vandenbroucke, V. Vassiliev, P. Venault, S. Ventura, S. Vercellone, G. Verna, A. Viana, N. Viaux, A. Vigliano, J. Vignatti, C.f. Vigorito, V. Vitale, V. Vodeb, V. Voisin, S. Vorobiov, G.G. Voutsinas, I. Vovk, V. Waegebaert, S.J. Wagner, R. Walter, M. Ward, M. Wechakama, R. White, A. Wierzcholska, M. Will, D.A. Williams, F. Wohlleben, A. Wolter, T. Yamamoto, R. Yamazaki, L. Yang, T. Yoshida, T. Yoshikoshi, M. Zacharias, R. Zanmar Sanchez, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, A.A. Zdziarski, A. Zech, V.I. Zhdanov, K. Ziȩtara, M. Živec and J. Zuriaga-Puiget al. (click to show)
Full text: pdf
Pre-published on: July 25, 2023
Published on:
Abstract
Dark matter (DM) is one of the major components in the Universe. However, at present its existence is still only inferred through indirect astronomical observations. DM particles can annihilate or decay, producing final-state Standard Model pairs that subsequently annihilate into high-energy $\gamma$-rays. The dwarf spheroidal galaxies (dSphs) in the Milky Way DM halo have long been considered optimal targets to search for annihilating DM signatures in GeV-to-TeV $\gamma$-ray spectra due to their high DM densities (hence high astrophysical factors), as well as the expected absence of intrinsic $\gamma$-ray emission of astrophysical origin. For such targets, it is important to compute the amount of DM in their halos in a consistent way to optimize the $\gamma$-ray data analysis. Such estimates directly affect the observability of DM signals in dSphs, as well as the DM constraints that can be derived in case of null detection. In this contribution, we present the results on the sensitivity of the Cherenkov Telescope Array (CTA) for DM annihilation and decay searches using planned observations of the Milky Way dSphs. We select the most promising targets among all presently known dwarf satellites, providing new determinations of their expected DM signal. This study shows an improvement of approximately an order of magnitude in sensitivity compared to current searches in similar targets. We also discuss the results in terms of cuspy and cored DM models, and investigate the sensitivity obtained by the combination of observations from different dSphs. Finally, we explore the optimal strategies for CTA observations of dSphs.
DOI: https://doi.org/10.22323/1.444.1366
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.