Search for Dark Matter Annihilation Signals in the H.E.S.S. Inner Galaxy Survey - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2022

Search for Dark Matter Annihilation Signals in the H.E.S.S. Inner Galaxy Survey

H. Abdalla , F. Aharonian , F. Ait Benkhali , E.O. Angüner (1) , C. Armand (2) , H. Ashkar (3) , M. Backes , V. Baghmanyan , V. Barbosa Martins , R. Batzofin , Y. Becherini , D. Berge , K. Bernlöhr , B. Bi , M. Böttcher , J. Bolmont (4) , M. de Bony de Lavergne (2) , R. Brose , F. Brun (3) , F. Cangemi (4) , S. Caroff (4) , M. Cerruti (5) , T. Chand , A. Chen , G. Cotter , J. Damascene Mbarubucyeye , J. Devin (6) , A. Djannati-Ataï (5) , A. Dmytriiev (7) , V. Doroshenko , K. Egberts , A. Fiasson (2) , G. Fichet de Clairfontaine (7) , G. Fontaine (8) , S. Funk , S. Gabici (5) , G. Giavitto , D. Glawion , J.F. Glicenstein (3) , M.-H. Grondin (6) , J.A. Hinton , W. Hofmann , T.L. Holch , M. Holler , D. Horns , Zhiqiu Huang , M. Jamrozy , F. Jankowsky , E. Kasai , K. Katarzynski , U. Katz , B. Khélifi (5) , W. Klúzniak , Nu. Komin , K. Kosack (3) , D. Kostunin , G. Lamanna (2) , M. Lemoine-Goumard (6) , J.-P. Lenain (4) , F. Leuschner , T. Lohse , A. Luashvili (7) , I. Lypova , J. Mackey , D. Malyshev , D. Malyshev , V. Marandon , P. Marchegiani , G. Martí-Devesa , R. Marx , G. Maurin (2) , M. Meyer , A. Mitchell , R. Moderski , A. Montanari (3) , E. Moulin (3) , J. Muller (8) , M. de Naurois (8) , J. Niemiec , A. Priyana Noel , S. Ohm , L. Olivera-Nieto , E. de Ona Wilhelmi , M. Ostrowski , S. Panny , M. Panter , R.D. Parsons , G. Peron , V. Poireau (2) , H. Prokoph , G. Pühlhofer , M. Punch (5) , A. Quirrenbach , P. Reichherzer (3) , A. Reimer , O. Reimer , M. Renaud (9) , F. Rieger , G. Rowell , B. Rudak , H. Rueda Ricarte (3) , E. Ruiz-Velasco , V. Sahakian , H. Salzmann , A. Santangelo , M. Sasaki , F. Schüssler (3) , H.M. Schutte , U. Schwanke , M. Senniappan , J.N.S. Shapopi , H. Sol (7) , A. Specovius , S. Spencer , L. Stawarz , C. Stegmann , S. Steinmassl , C. Steppa , T. Takahashi , T. Tanaka , R. Terrier (5) , C. Thorpe-Morgan , M. Tluczykont , M. Tsirou , N. Tsuji , Y. Uchiyama , C. van Eldik , J. Veh , J. Vink , S.J. Wagner , R. White , A. Wierzcholska , Yu Wun Wong , M. Zacharias (7) , D. Zargaryan , A.A. Zdziarski , A. Zech (7) , S.J. Zhu , S. Zouari (5) , N. Zywucka
H. Abdalla
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F. Aharonian
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F. Ait Benkhali
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M. Backes
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V. Baghmanyan
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V. Barbosa Martins
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R. Batzofin
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Y. Becherini
D. Berge
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K. Bernlöhr
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B. Bi
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M. Böttcher
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R. Brose
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A. Chen
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G. Cotter
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J. Damascene Mbarubucyeye
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T.L. Holch
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Zhiqiu Huang
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M. Jamrozy
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F. Jankowsky
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D. Malyshev
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A.A. Zdziarski
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S.J. Zhu
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N. Zywucka
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Résumé

The central region of the Milky Way is one of the foremost locations to look for dark matter (DM) signatures. We report the first results on a search for DM particle annihilation signals using new observations from an unprecedented γ-ray survey of the Galactic Center (GC) region, i.e., the Inner Galaxy Survey, at very high energies (100GeV) performed with the H.E.S.S. array of five ground-based Cherenkov telescopes. No significant γ-ray excess is found in the search region of the 2014–2020 dataset and a profile likelihood ratio analysis is carried out to set exclusion limits on the annihilation cross section σv. Assuming Einasto and Navarro-Frenk-White (NFW) DM density profiles at the GC, these constraints are the strongest obtained so far in the TeV DM mass range. For the Einasto profile, the constraints reach σv values of 3.7×10-26cm3s-1 for 1.5 TeV DM mass in the W+W- annihilation channel, and 1.2×10-26cm3s-1 for 0.7 TeV DM mass in the τ+τ- annihilation channel. With the H.E.S.S. Inner Galaxy Survey, ground-based γ-ray observations thus probe σv values expected from thermal-relic annihilating TeV DM particles.

Dates et versions

hal-03759770 , version 1 (24-08-2022)

Identifiants

Citer

H. Abdalla, F. Aharonian, F. Ait Benkhali, E.O. Angüner, C. Armand, et al.. Search for Dark Matter Annihilation Signals in the H.E.S.S. Inner Galaxy Survey. Physical Review Letters, 2022, 129 (11), pp.111101. ⟨10.1103/PhysRevLett.129.111101⟩. ⟨hal-03759770⟩
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