Dark Matter Constraints from Planck Observations of the Galactic Polarized Synchrotron Emission

被引:2
作者
Manconi, Silvia [1 ]
Cuoco, Alessandro [2 ,3 ]
Lesgourgues, Julien [1 ]
机构
[1] Rhein Westfal TH Aachen, Inst Theoret Particle Phys & Cosmol, Sommetfeldstr 16, D-52056 Aachen, Germany
[2] Univ Torino, Dipartimento Fis, Via P Giuria 1, I-10125 Turin, Italy
[3] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Torino, Via P Giuria 1, I-10125 Turin, Italy
关键词
MAGNETIC-FIELD; ANNIHILATION; RAY;
D O I
10.1103/PhysRevLett.129.111103
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
Dark matter (DM) annihilation in our Galaxy may produce a linearly polarized synchrotron signal. We use, for the first time, synchrotron polarization to constrain the DM annihilation cross section by comparing theoretical predictions with the latest polarization maps obtained by the Planck satellite collaboration. We find that synchrotron polarization is typically more constraining than synchrotron intensity by about 1 order of magnitude, independently of uncertainties in the modeling of electron and positron propagation, or of the Galactic magnetic field. Our bounds compete with cosmic microwave background limits in the case of leptophilic DM.
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页数:6
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Aghanim, N. ;
Ashdown, M. ;
Aumont, J. ;
Baccigalupi, C. ;
Ballardini, M. ;
Banday, A. J. ;
Barreiro, R. B. ;
Bartolo, N. ;
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Dickinson, C. ;
Diego, J. M. ;
Dore, O. ;
Douspis, M. ;
Ducout, A. ;
Dupac, X. ;
Elsner, F. ;
Ensslin, T. A. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2016, 596
[2]   Planck 2018 results: VI. Cosmological parameters [J].
Aghanim, N. ;
Akrami, Y. ;
Ashdown, M. ;
Aumont, J. ;
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Ballardini, M. ;
Banday, A. J. ;
Barreiro, R. B. ;
Bartolo, N. ;
Basak, S. ;
Battye, R. ;
Benabed, K. ;
Bernard, J. -P. ;
Bersanelli, M. ;
Bielewicz, P. ;
Bock, J. J. ;
Bond, J. R. ;
Borrill, J. ;
Bouchet, F. R. ;
Boulanger, F. ;
Bucher, M. ;
Burigana, C. ;
Butler, R. C. ;
Calabrese, E. ;
Cardoso, J. -F. ;
Carron, J. ;
Challinor, A. ;
Chiang, H. C. ;
Chluba, J. ;
Colombo, L. P. L. ;
Combet, C. ;
Contreras, D. ;
Crill, B. P. ;
Cuttaia, F. ;
de Bernardis, P. ;
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Delabrouille, J. ;
Delouis, J. -M. ;
Di Valentino, E. ;
Diego, J. M. ;
Dore, O. ;
Douspis, M. ;
Ducout, A. ;
Dupac, X. ;
Dusini, S. ;
Efstathiou, G. ;
Elsner, F. ;
Ensslin, T. A. ;
Eriksen, H. K. ;
Fantaye, Y. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2020, 641
[3]   Properties of Heavy Secondary Fluorine Cosmic Rays: Results from the Alpha Magnetic Spectrometer [J].
Aguilar, M. ;
Cavasonza, L. Ali ;
Allen, M. S. ;
Alpat, B. ;
Ambrosi, G. ;
Arruda, L. ;
Attig, N. ;
Barao, F. ;
Barrin, L. ;
Bartoloni, A. ;
Basegmez-du Pree, S. ;
Battiston, R. ;
Behlmann, M. ;
Beranek, B. ;
Berdugo, J. ;
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Bollweg, K. ;
Borgia, B. ;
Boschini, M. J. ;
Bourquin, M. ;
Bueno, E. F. ;
Burger, J. ;
Burger, W. J. ;
Burmeister, S. ;
Cai, X. D. ;
Capell, M. ;
Casaus, J. ;
Castellini, G. ;
Cervelli, F. ;
Chang, Y. H. ;
Chen, G. M. ;
Chen, G. R. ;
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Chen, Y. ;
Cheng, L. ;
Chou, H. Y. ;
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Choutko, V ;
Chung, C. H. ;
Clark, C. ;
Coignet, G. ;
Consolandi, C. ;
Contin, A. ;
Corti, C. ;
Cui, Z. ;
Dadzie, K. ;
Delgado, C. ;
Della Torre, S. ;
Demirkoz, M. B. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2021, 126 (08)
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de Rosa, A. ;
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Delabrouille, J. ;
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Di Valentino, E. ;
Dickinson, C. ;
Diego, J. M. ;
Donzelli, S. ;
Dore, O. ;
Ducout, A. ;
Dupac, X. ;
Efstathiou, G. ;
Elsner, F. ;
Ensslin, T. A. ;
Eriksen, H. K. ;
Falgarone, E. ;
Fernandez-Cobos, R. ;
Finelli, F. ;
Forastieri, F. ;
Frailis, M. ;
Fraisse, A. A. ;
Franceschi, E. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2020, 641
[5]   SEARCHING FOR DARK MATTER ANNIHILATION IN RECENTLY DISCOVERED MILKY WAY SATELLITES WITH FERMI-LAT [J].
Albert, A. ;
Anderson, B. ;
Bechtol, K. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Meyer, M. ;
Sanchez-Conde, M. ;
Strigari, L. ;
Wood, M. ;
Abbott, T. M. C. ;
Abdalla, F. B. ;
Benoit-Levy, A. ;
Bernstein, G. M. ;
Bernstein, R. A. ;
Bertin, E. ;
Brooks, D. ;
Burke, D. L. ;
Rosell, A. Carnero ;
Kind, M. Carrasco ;
Carretero, J. ;
Crocce, M. ;
Cunha, C. E. ;
D'Andrea, C. B. ;
da Costa, L. N. ;
Desai, S. ;
Diehl, H. T. ;
Dietrich, J. P. ;
Doel, P. ;
Eifler, T. F. ;
Evrard, A. E. ;
Fausti Neto, A. ;
Finley, D. A. ;
Flaugher, B. ;
Fosalba, P. ;
Frieman, J. ;
Gerdes, D. W. ;
Goldstein, D. A. ;
Gruen, D. ;
Gruendl, R. A. ;
Honscheid, K. ;
James, D. J. ;
Kent, S. ;
Kuehn, K. ;
Kuropatkin, N. ;
Lahav, O. ;
Li, T. S. ;
Maia, M. A. G. ;
March, M. ;
Marshall, J. L. ;
Martini, P. ;
Miller, C. J. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 834 (02)
[6]   Halo Substructure Boosts to the Signatures of Dark Matter Annihilation [J].
Ando, Shin'ichiro ;
Ishiyama, Tomoaki ;
Hiroshima, Nagisa .
GALAXIES, 2019, 7 (03)
[7]  
[Anonymous], About Us
[8]   Handling the uncertainties in the Galactic Dark Matter distribution for particle Dark Matter searches [J].
Benito, Maria ;
Cuoco, Alessandro ;
Iocco, Fabio .
JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2019, (03)
[9]   Detecting WIMPs in the microwave sky [J].
Blasi, P ;
Olinto, AV ;
Tyler, C .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2003, 18 (06) :649-662
[10]   Radio constraints on dark matter annihilation in the galactic halo and its substructures [J].
Borriello, E. ;
Cuoco, A. ;
Miele, G. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (02)