THE DETECTABILITY OF DARK MATTER ANNIHILATION WITH FERMI USING THE ANISOTROPY ENERGY SPECTRUM OF THE GAMMA-RAY BACKGROUND

被引：23

作者：

Hensley, Brandon S. ^{[1
]}

Siegal-Gaskins, Jennifer M. ^{[2
]}

Pavlidou, Vasiliki ^{[1
]}

机构：

[1] CALTECH, Dept Astron, Pasadena, CA 91125 USA

[2] Ohio State Univ, Ctr Cosmol & Astroparticle Phys, Columbus, OH 43210 USA

来源：

ASTROPHYSICAL JOURNAL | 2010年 / 723卷 / 01期

关键词：

dark matter; galaxies: active; Galaxy: structure; gamma rays: diffuse background; LARGE-AREA TELESCOPE; NEUTRALINO ANNIHILATION; GALACTIC-CENTER; CONSTRAINTS; PROSPECTS; GALAXIES; BLAZARS;

D O I：

10.1088/0004-637X/723/1/277

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

The energy dependence of the anisotropy (the anisotropy energy spectrum) of the large-scale diffuse gamma-ray background can reveal the presence of multiple source populations. Annihilating dark matter in the substructure of the Milky Way halo could give rise to a modulation in the anisotropy energy spectrum of the diffuse gamma-ray emission measured by Fermi, enabling the detection of a dark matter signal. We determine the detectability of a dark-matter-induced modulation for scenarios in which unresolved blazars are the primary contributor to the measured emission above similar to 1GeV and find that in some scenarios pair-annihilation cross sections on the order of the value expected for thermal relic dark matter can produce a detectable feature. We anticipate that the sensitivity of this technique to specific dark matter models could be improved by tailored likelihood analysis methods.

引用

页码：277 / 284

页数：8

共 67 条

[1]

ABAZAJIAN KN, 2010, ARXIV10023820

[2] THE FERMI-LAT HIGH-LATITUDE SURVEY: SOURCE COUNT DISTRIBUTIONS AND THE ORIGIN OF THE EXTRAGALACTIC DIFFUSE BACKGROUND [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Antolini, E. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Carrigan, S. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Costamante, L. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Farnier, C. ;

Favuzzi, C. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 720 (01) :435-453

[3] Spectrum of the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Emission Derived from First-Year Fermi Large Area Telescope Data [J].

abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Atwood, W. B. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Cominsky, L. R. ;

Conrad, J. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

Di Bernardo, G. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Farnier, C. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2010, 104 (10)

[4] Constraints on cosmological dark matter annihilation from the Fermi-LAT isotropic diffuse gamma-ray measurement [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

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. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Carrigan, S. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Edmonds, Y. ;

Farnier, C. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Focke, W. B. ;

Fortin, P. .

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2010, (04)

[5] OBSERVATIONS OF MILKY WAY DWARF SPHEROIDAL GALAXIES WITH THE FERMI-LARGE AREA TELESCOPE DETECTOR AND CONSTRAINTS ON DARK MATTER MODELS [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Atwood, W. B. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Farnier, C. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Focke, W. B. ;

Fortin, P. ;

Frailis, M. ;

Fukazawa, Y. ;

Fusco, P. ;

Gargano, F. ;

Gehrels, N. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 712 (01) :147-158

[6] FERMI LAT OBSERVATION OF DIFFUSE GAMMA RAYS PRODUCED THROUGH INTERACTIONS BETWEEN LOCAL INTERSTELLAR MATTER AND HIGH-ENERGY COSMIC RAYS [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Carlson, P. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Farnier, C. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Focke, W. B. ;

Frailis, M. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 703 (02) :1249-1256

[7] A Population of Gamma-Ray Millisecond Pulsars Seen with the Fermi Large Area Telescope [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Baring, M. G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Bignami, G. F. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Camilo, F. ;

Caraveo, P. A. ;

Carlson, P. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cognard, I. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Cominsky, L. R. ;

Conrad, J. ;

Corbet, R. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

Desvignes, G. ;

de Angelis, A. ;

de Luca, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. .

SCIENCE, 2009, 325 (5942) :848-852

[8] BRIGHT ACTIVE GALACTIC NUCLEI SOURCE LIST FROM THE FIRST THREE MONTHS OF THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE ALL-SKY SURVEY [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chen, A. W. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Colafrancesco, S. ;

Collmar, W. ;

Cominsky, L. R. ;

Conrad, J. ;

Costamante, L. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 700 (01) :597-622

[9] Anisotropy of the cosmic gamma-ray background from dark matter annihilation [J].

Ando, S ;

Komatsu, E .

PHYSICAL REVIEW D, 2006, 73 (02)

[10] Dark matter annihilation or unresolved astrophysical sources? Anisotropy probe of the origin of the cosmic gamma-ray background [J].

Ando, Shin'ichiro ;

Komatsu, Eiichiro ;

Narumoto, Takuro ;

Totani, Tomonori .

PHYSICAL REVIEW D, 2007, 75 (06)

← 1 2 3 4 5 6 7 →