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Closing in on the ultimate Dark Matter limits forecast by the Fermi Gamma-Ray Space Telescope

研究課題

研究課題/領域番号 20K14463
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関東京大学

研究代表者

MACIAS.RAMIREZ OSCAR.ARMANDO  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (20869185)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードdark matter / pulsars / Dark matter / Gamma rays / Galactic center / CTA / Fermi GeV excess / Pulsars / Galactic Center / gamma rays / cosmic rays / Dark Matter Limits
研究開始時の研究の概要

An intriguing signal of excess gamma ray emission has been reported from the Galactic center in Fermi data. We will unravel that Fermi data from the Galactic center region has significant sensitivity to uncharted parameter space for dark matter particles in the GeV mass scale. A discovery of dark matter emission would be a major breakthrough, but even null results will provide the strongest limits on the dark matter annihilation cross section and will significantly deepen our understanding of dark matter in the Universe.

研究成果の概要

(a)私はマルチメッセンジャー宇宙線データを使用して、超重い暗黒物質粒子に強い保守的な制約を課しました。(b)私は電波観測を使用して、マイクロエレクトロンボルトスケールのアクシオン暗黒物質粒子に現在最も厳しい制約を課しました。(c)私は文献でギガエレクトロンボルトスケールの暗黒物質粒子に対する強い制約を得ました。(d)次のチェレンコフ望遠鏡アレイが、ウィノ暗黒物質粒子を検索するための世界で最も感度の高い機器になることを実証しました。(e)INTEGRAL衛星データを使用して、陽電子の過剰が銀河バルジの星によるものであることを示しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

予想される背景を超えた興味深い天体物理学的信号がさまざまな望遠鏡で観測されており、暗黒物質の起源を持っている可能性があります。 天体物理学的過剰には、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡によって検出された銀河中心GeVガンマ線過剰、AMS反陽子および陽電子過剰、および511X線ラインが含まれます。 このプロジェクトは、これらの過剰を解決するための手段を調査し、最終的な解決策への明確な道を提供しました。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Amsterdam(オランダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] National University of Australia(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California IRVINE(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Assessing the Impact of Hydrogen Absorption on the Characteristics of the Galactic Center Excess2022

    • 著者名/発表者名
      Pohl, Martin and Macias, Oscar and Coleman, Phaedra and Gordon, Chris
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 929 号: 2 ページ: 136-136

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6032

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Millisecond Pulsars from Accretion Induced Collapse as the Origin of the Galactic Centre Gamma-ray Excess Signal2022

    • 著者名/発表者名
      Gautam, Anuj and Crocker, Roland M. and Ferrario, Lilia and Ruiter, Ashley J. and Ploeg, Harrison and Gordon, Chris and Macias, Oscar
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: - 号: 6 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01658-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prospects for detecting heavy WIMP dark matter with the Cherenkov Telescope Array: The Wino and Higgsino2021

    • 著者名/発表者名
      Rinchiuso, Lucia and Macias, Oscar and Moulin, Emmanuel and Rodd, Nicholas L. and Slatyer, Tracy R.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 2 ページ: 023011-023011

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.023011

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence for a high-energy tail in the gamma-ray spectra of globular clusters2021

    • 著者名/発表者名
      Song, Deheng and Macias, Oscar and Horiuchi, Shunsaku and Crocker, Roland M. and Nataf, David M.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 507 号: 4 ページ: 5161-5176

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2406

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cherenkov Telescope Array sensitivity to the putative millisecond pulsar population responsible for the Galactic Centre excess2021

    • 著者名/発表者名
      Macias, Oscar and van Leijen, Harm and Song, Deheng and Ando, Shin'ichiro and Horiuchi, Shunsaku and Crocker, Roland M.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 号: 2 ページ: 1741-1760

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1450

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measuring the smearing of the Galactic 511-keV signal: positron propagation or supernova kicks?2021

    • 著者名/発表者名
      Siegert, Thomas and Crocker, Roland M. and Macias, Oscar and Panther, Fiona H. and Calore, Francesca and Song, Deheng and Horiuchi, Shunsaku
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 509 号: 1 ページ: 11-16

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slab113

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong constraints on thermal relic dark matter from Fermi-LAT observations of the Galactic Center2020

    • 著者名/発表者名
      Kevork N. Abazajian, Shunsaku Horiuchi, Manoj Kaplinghat, Ryan E. Keeley, Oscar Macias
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 4 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.043012

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparing the Galactic Bulge and Galactic Disk Millisecond Pulsars2020

    • 著者名/発表者名
      Harrison Ploeg, Chris Gordon, Roland Crocker, Oscar Macias
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 12 号: 12 ページ: 035-035

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/12/035

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Joshua W. Foster, Yonatan Kahn, Oscar Macias, Zhiquan Sun, Ralph P. Eatough, Christoph Weniger, Ben Safdi2020

    • 著者名/発表者名
      Green Bank and Effelsberg Radio Telescope Searches for Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 号: 17 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1103/physrevlett.125.171301

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Distinguising dark matter from millisecond pulsars with the Cherenkov Telescope Array2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      MOCa 2021 - Materia Oscura en Colombia
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Searches for Millisecond Pulsars with Gamma Ray Telescopes2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      Instituto de Fisica Teorica (IFT) - Research Seminar
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CTA sensitivity to the high-energy tail of the Fermi GeV excess2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      ICRC 2021 - The Astroparticle Physics Conference (DESY)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distinguishing Dark Matter from Millisecond Pulsars in the Center of the Galaxy2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 2021(TeVPA 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CTA prospects for new physics at the galactic center.2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      IRN Terascale - Dark Universe Workshop (LPC-Clermont)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Assessing the Impact of Hydrogen Absorption on the Characteristics of the Galactic Center Excess2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      Kashiwa Dark Matter 2021, Dark Matter Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cherenkov Telescope Array sensitivity to the putative millisecond pulsar population responsible for the Galactic center excess2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      25th Symposium on Astroparticle Physics in the Netherlands
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Astrophysical Constraints on Dark Matter2020

    • 著者名/発表者名
      Oscar Macias
    • 学会等名
      COMHEP 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Oscar Macias Google site

    • URL

      https://sites.google.com/view/oscar-macias/home

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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