Updated Search for Spectral Lines from Galactic Dark Matter Interactions with Pass 8 Data from the Fermi Large Area Telescope
Authors
M. Ackermann, Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
M. Ajello, Clemson University
A. Albert, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
B. Anderson, Stockholm University, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics
W. B. Atwood, University of California at Santa Cruz
L. Baldini, Università di Pisa and Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Stanford University
G. Barbiellini, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Università di Trieste
D. Bastieri, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Università di Padova
R. Bellazzini, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. Bissaldi, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. D. Blandford, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
E. D. Bloom, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
R. Bonino, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, Università degli Studi di Torino
E. Bottacini, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
T. J. Brandt, NASA Goddard Space Flight Center
J. Bregeon, Université Montpellier
P. Bruel, Laboratoire Leprince-Ringuet, École polytechnique
R. Buehler, Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
S. Buson, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova, Università di Padova
G. A. Caliandro, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University, Consorzio Interuniversitario per la Fisica Spaziale
R. A. Cameron, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
R. Caputo, University of California at Santa Cruz
M. Caragiulo, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
P. A. Caraveo, INAF-Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica
C. Cecchi, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, Università degli Studi di Perugia
E. Charles, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
A. Chekhtman, George Mason University, USA and Naval Research Laboratory
J. Chiang, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
G. Chiaro, Università di Padova
S. Ciprini, Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Science Data Center, Sezione di Perugia, INAF Osservatorio Astronomico di Roma
R. Claus, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
J. Cohen-Tanugi, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université Montpellier
J. Conrad, Stockholm University, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, The Royal Swedish Academy of Sciences
A. Cuoco, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, Sezione di Torino, Università degli Studi di Torino
S. Cutini, Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Science Data Center, INAF Osservatorio Astronomico di Roma, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
F. D’Ammando, INAF Istituto di Radioastronomia, Università di Bologna
A. de Angelis, Università di Udine and Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
F. de Palma, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari, Università Telematica Pegaso, Piazza Trieste e Trento
R. Desiante, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste, Università di Udine
S. W. Digel, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
L. Di Venere, Università e del Politecnico di Bari
P. S. Drell, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
A. Drlica-Wagner, Fermi National Accelerator Laboratory
C. Favuzzi, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
S. J. Fegan, Laboratoire Leprince-Ringuet, École polytechnique
A. Franckowiak, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
Y. Fukazawa, Hiroshima University
S. Funk, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
P. Fusco, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
F. Gargano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
D. Gasparrini, Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Science Data Center, INAF Osservatorio Astronomico di Roma, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
N. Giglietto, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
F. Giordano, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M. Giroletti, INAF Istituto di Radioastronomia
G. Godfrey, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
G. A. Gomez-Vargas, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma “Tor Vergata”, Pontificia Universidad Católica de Chile
I. A. Grenier, Laboratoire AIM, CEA-IRFU/CNRS/Université Paris Diderot, Service d’Astrophysique
J. E. Grove, Space Science Division, Naval Research Laboratory
S. Guiriec, NASA Goddard Space Flight Center
M. Gustafsson, Institute for Theoretical Physics, Georg-August University Göttingen
J. W. Hewitt, University of Maryland, Center for Research and Exploration in Space Science and Technology (CRESST) and NASA Goddard Space Flight Center
A. B. Hill, University of Southampton, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
D. Horan, Laboratoire Leprince-Ringuet, École polytechnique
G. Jóhannesson, Science Institute, University of Iceland
R. P. Johnson, University of California at Santa Cruz
M. Kuss, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Larsson, Stockholm University, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics,
L. Latronico, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
J. Li, Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC)
L. Li, KTH Royal Institute of Technology, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova
F. Longo, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste, Università di Trieste
F. Loparco, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M. N. Lovellette, Space Science Division, Naval Research Laboratory
P. Lubrano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, Università degli Studi di Perugia
D. Malyshev, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
M. Mayer, Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
M. N. Mazziotta, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
J. E. McEnery, NASA Goddard Space Flight Center, University of Maryland
P. F. Michelson, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
T. Mizuno, Hiroshima University
A. A. Moiseev, Center for Research and Exploration in Space Science and Technology (CRESST) and NASA Goddard Space Flight Center, University of Maryland
M. E. Monzani, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
A. Morselli, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma “Tor Vergata”
S. Murgia, Center for Cosmology, University of California
E. Nuss, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université Montpellier
T. Ohsugi, Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University
M. Orienti, INAF Istituto di Radioastronomia
E. Orlando, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
J. F. Ormes, University of DenverFollow
D. Paneque, Max-Planck-Institut für Physik, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
M. Pesce-Rollins, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
F. Piron, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université Montpellier
G. Pivato, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Rainò, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. Rando, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova, Università di Padova
M. Razzano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
A. Reimer, Institut für Astro- und Teilchenphysik and Institut für Theoretische Physik, Leopold-Franzens-Universität Innsbruck, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
T. Reposeur, Centre d’Études Nucléaires de Bordeaux Gradignan, IN2P3/CNRS, Université Bordeaux
S. Ritz, Santa Cruz Institute for Particle Physics, University of California at Santa Cruz, Santa Cruz
M. Sánchez-Conde, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, Stockholm University
A. Schulz, Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
C. Sgrò, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. J. Siskind, NYCB Real-Time Computing Inc.
F. Spada, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Spandre, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
P. Spinelli, Università e del Politecnico di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
H. Tajima, Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
H. Takahashi, Hiroshima University
J. B. Thayer, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
L. Tibaldo, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
D. F. Torres, Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC), Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)
G. Tosti, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, Università degli Studi di Perugia
E. Troja, NASA Goddard Space Flight Center, University of Maryland
G. Vianello, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
M. Werner, Institut für Astro- und Teilchenphysik and Institut für Theoretische Physik, Leopold-Franzens-Universität Innsbruck
B. L. Winer, Center for Cosmology and Astro-Particle Physics, The Ohio State University
K. S. Wood, Space Science Division, Naval Research Laboratory
M. Wood, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University
G. Zaharijas, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste, and Università di Trieste, University of Nova Gorica
S. Zimmer, Stockholm University, The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova
Publication Date
6-22-2015
Organizational Units
Physics and Astronomy
Keywords
Dark matter, Galactic center, Monoenergetic spectral line, Fermi Large Area Telescope, Observation
Abstract
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.
Publication Statement
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Recommended Citation
Ackermann, M, et al. “Updated Search for Spectral Lines from Galactic Dark Matter Interactions with Pass 8 Data from the Fermi Large Area Telescope.” Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology, vol. 91, no. 12, 2015, p. 122002.
