Updated search for spectral lines from Galactic dark matter interactions with pass 8 data from the Fermi Large Area Telescope

M. Ackermann; M. Ajello; A. Albert; B. Anderson; W. B. Atwood; L. Baldini; G. Barbiellini; D. Bastieri; R. Bellazzini; E. Bissaldi; R. D. Blandford; E. D. Bloom; R. Bonino; E. Bottacini; T. J. Brandt; J. Bregeon; P. Bruel; R. Buehler; S. Buson; G. A. Caliandro; R. A. Cameron; R. Caputo; M. Caragiulo; P. A. Caraveo; C. Cecchi; E. Charles; A. Chekhtman; J. Chiang; G. Chiaro; S. Ciprini; R. Claus; Johann Cohen-Tanugi; J. Conrad; A. Cuoco; S. Cutini; F. d'Ammando; A. de Angelis; F. de Palma; R. Desiante; S. W. Digel; L. Di Venere; P. S. Drell; A. Drlica-Wagner; C. Favuzzi; S. J. Fegan; A. Franckowiak; Y. Fukazawa; S. Funk; P. Fusco; F. Gargano; D. Gasparrini; N. Giglietto; F. Giordano; M. Giroletti; G. Godfrey; G. A. Gomez-Vargas; I. A. Grenier; J. E. Grove; S. Guiriec; M. Gustafsson; J. W. Hewitt; A. B. Hill; D. Horan; G. Jóhannesson; R. P. Johnson; M. Kuss; S. Larsson; L. Latronico; J. Li; L. Li; F. Longo; F. Loparco; M. N. Lovellette; P. Lubrano; D. Malyshev; M. Mayer; M. N. Mazziotta; J. E. Mcenery; P. F. Michelson; T. Mizuno; A. A. Moiseev; M. E. Monzani; A. Morselli; S. Murgia; E. Nuss; T. Ohsugi; M. Orienti; E. Orlando; J. F. Ormes; D. Paneque; M. Pesce-Rollins; F. Piron; G. Pivato; S. Rainò; R. Rando; M. Razzano; A. Reimer; T. Reposeur; S. Ritz; M. Sánchez-Conde; A. Schulz; C. Sgrò; E. J. Siskind; F. Spada; G. Spandre; P. Spinelli; H. Tajima; H. Takahashi; J. B. Thayer; L. Tibaldo; D. F. Torres; G. Tosti; E. Troja; G. Vianello; M. Werner; B. L. Winer; K. S. Wood; M. Wood; G. Zaharijas; S. Zimmer

doi:10.1103/PhysRevD.91.122002

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Updated search for spectral lines from Galactic dark matter interactions with pass 8 data from the Fermi Large Area Telescope

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Updated search for spectral lines from Galactic dark matter interactions with pass 8 data from the Fermi Large Area Telescope

M. Ackermann, M. Ajello, A. Albert, B. Anderson, W. B. Atwood, L. Baldini, G. Barbiellini, D. Bastieri, R. Bellazzini, E. Bissaldi, …

Phys.Rev.D, Vol.91(12)

2015

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.91.122002

Abstract

dark matter: detector

galaxy: dark matter

dark matter: annihilation

dark matter: interaction

dark matter: decay

spectral

GLAST

sensitivity

gamma ray

signature

halo

S030DMA

S046PHB

Dark matter in the Milky Way may annihilate directly into γ rays, producing a monoenergetic spectral line. Therefore, detecting such a signature would be strong evidence for dark matter annihilation or decay. We search for spectral lines in the Fermi Large Area Telescope observations of the Milky Way halo in the energy range 200 MeV–500 GeV using analysis methods from our most recent line searches. The main improvements relative to previous works are our use of 5.8 years of data reprocessed with the Pass 8 event-level analysis and the additional data resulting from the modified observing strategy designed to increase exposure of the Galactic center region. We search in five sky regions selected to optimize sensitivity to different theoretically motivated dark matter scenarios and find no significant detections. In addition to presenting the results from our search for lines, we also investigate the previously reported tentative detection of a line at 133 GeV using the new Pass 8 data.

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Title: Updated search for spectral lines from Galactic dark matter interactions with pass 8 data from the Fermi Large Area Telescope
Creators - without role: M. Ackermann - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
M. Ajello - Clemson University
A. Albert - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
B. Anderson - AlbaNova
W. B. Atwood - University of California, Santa Cruz
L. Baldini - Stanford University
G. Barbiellini - University of Trieste
D. Bastieri - University of Padua
R. Bellazzini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. Bissaldi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. D. Blandford - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
E. D. Bloom - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. Bonino - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Bottacini - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
T. J. Brandt - Goddard Space Flight Center
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
P. Bruel - Centre National de la Recherche Scientifique
R. Buehler - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
S. Buson - University of Padua
G. A. Caliandro - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. A. Cameron - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. Caputo - University of California, Santa Cruz
M. Caragiulo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
P. A. Caraveo - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
C. Cecchi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
E. Charles - SLAC National Accelerator Laboratory
A. Chekhtman - George Mason University
J. Chiang - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
G. Chiaro - University of Padua
S. Ciprini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
R. Claus - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
Johann Cohen-Tanugi - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Conrad - Stockholm University
A. Cuoco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
S. Cutini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
F. d'Ammando
A. de Angelis - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
F. de Palma - Pegaso University
R. Desiante - University of Udine
S. W. Digel - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Di Venere - Polytechnic University of Bari
P. S. Drell - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
A. Drlica-Wagner - Fermi National Accelerator Laboratory
C. Favuzzi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
S. J. Fegan - Laboratoire Leprince-Ringuet
A. Franckowiak - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
Y. Fukazawa - Hiroshima University
S. Funk - Stanford University
P. Fusco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
F. Gargano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
D. Gasparrini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
N. Giglietto - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
F. Giordano - Polytechnic University of Bari
M. Giroletti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
G. Godfrey - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
G. A. Gomez-Vargas - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
I. A. Grenier - Astrophysique, Instrumentation et Modélisation
J. E. Grove - United States Naval Research Laboratory
S. Guiriec - Goddard Space Flight Center
M. Gustafsson - University of Göttingen
J. W. Hewitt - University of Maryland, Baltimore County
A. B. Hill - University of Southampton
D. Horan - Laboratoire Leprince-Ringuet
G. Jóhannesson - University of Iceland
R. P. Johnson - University of California, Santa Cruz
M. Kuss - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Larsson - Fraunhofer Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics
L. Latronico - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
J. Li - Institute of Space Sciences
L. Li - KTH Royal Institute of Technology
F. Longo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
F. Loparco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M. N. Lovellette - United States Naval Research Laboratory
P. Lubrano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
D. Malyshev - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Mayer - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
M. N. Mazziotta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
J. E. Mcenery - Goddard Space Flight Center
P. F. Michelson - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
T. Mizuno - Hiroshima University
A. A. Moiseev - Goddard Space Flight Center
M. E. Monzani - SLAC National Accelerator Laboratory
A. Morselli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
S. Murgia - University of California, Irvine
E. Nuss - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
T. Ohsugi - Hiroshima University
M. Orienti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
E. Orlando - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J. F. Ormes - University of Denver
D. Paneque - Max Planck Institute for Physics
M. Pesce-Rollins - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
F. Piron - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
G. Pivato - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Rainò - Polytechnic University of Bari
R. Rando - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
M. Razzano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
A. Reimer - Universität Innsbruck
T. Reposeur - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
S. Ritz - University of California, Santa Cruz
M. Sánchez-Conde - Stockholm University
A. Schulz - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
C. Sgrò - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. J. Siskind - Real Time Tomography
F. Spada - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Spandre - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
P. Spinelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
H. Tajima - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
H. Takahashi - Hiroshima University
J. B. Thayer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Tibaldo - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
D. F. Torres - Institute of Space Sciences
G. Tosti - University of Perugia
E. Troja - Goddard Space Flight Center
G. Vianello - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Werner - Universität Innsbruck
B. L. Winer - The Ohio State University
K. S. Wood - United States Naval Research Laboratory
M. Wood - SLAC National Accelerator Laboratory
G. Zaharijas - University of Nova Gorica
S. Zimmer - AlbaNova
Publication Details: Phys.Rev.D, Vol.91(12)
Identifiers: 9934055409311
Academic Unit: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: hal-02017076