Constraints on an Annihilation Signal from a Core of Constant Dark Matter Density around the Milky Way Center with H.E.S.S

A. Abramowski , F. Aharonian , F. Ait Benkhali , A. G. Akhperjanian , E. O. Angüner , M. Backes , S. Balenderan , Agnès Balzer , A. Barnacka , Y. Becherini , J. Becker Tjus , D. Berge , S. Bernhard , K. Bernlöhr , E. Birsin , J. Biteau , M. Böttcher , C. Boisson , J. Bolmont , P. Bordas , J. Bregeon , F. Brun (1) , P. Brun (1) , M. Bryan , T. Bulik , S. Carrigan , S. Casanova , P. M. Chadwick , N. Chakraborty , R. Chalme-Calvet , R. C. G. Chaves , M. Chrétien , S. Colafrancesco , G. Cologna , J. Conrad , C. Couturier , Y. Cui , I. D. Davids , B. Degrange , C. Deil , P. Dewilt , A. Djannati-Ataï , W. Domainko , A. Donath , L. O'C. Drury , G. Dubus , K. Dutson , J. Dyks , M. Dyrda , T. Edwards , K. Egberts , P. Eger , P. Espigat , C. Farnier , S. Fegan , F. Feinstein , M. V. Fernandes , D. Fernandez , A. Fiasson (2) , G. Fontaine , A. Förster , M. Fü\ssling , S. Gabici , M. Gajdus , Y. A. Gallant , T. Garrigoux , G. Giavitto , B. Giebels , J. F. Glicenstein (1) , D. Gottschall , M. -H. Grondin , M. Grudzińska , D. Hadasch , S. Häffner , J. Hahn , J. Harris , G. Heinzelmann , G. Henri , G. Hermann , O. Hervet , A. Hillert , J. A. Hinton , W. Hofmann , P. Hofverberg , M. Holler , D. Horns , A. Ivascenko , A. Jacholkowska , C. Jahn , M. Jamrozy , M. Janiak , F. Jankowsky , I. Jung-Richardt , M. A. Kastendieck , K. Katarzyński , U. Katz , S. Kaufmann , B. Khélifi , Michel Kieffer , S. Klepser , D. Klochkov , W. Kluźniak , D. Kolitzus , Nu. Komin , K. Kosack (3) , S. Krakau , F. Krayzel (2) , P. P. Krüger , H. Laffon , G. Lamanna (2) , J. Lefaucheur , V. Lefranc (1) , A. Lemière , M. Lemoine-Goumard , J. -P. Lenain , T. Lohse , A. Lopatin , C. -C. Lu , V. Marandon , A. Marcowith , R. Marx , G. Maurin (2) , N. Maxted , M. Mayer , T. J. L. Mccomb , J. Méhault , P. J. Meintjes , U. Menzler , M. Meyer , A. M. W. Mitchell , R. Moderski , M. Mohamed , K. Morå , Emmanuel Moulin (1) , T. Murach , M. de Naurois , J. Niemiec , S. J. Nolan , L. Oakes , H. Odaka , S. Ohm , B. Opitz , M. Ostrowski , I. Oya , M. Panter , R. D. Parsons , M. Paz Arribas , N. W. Pekeur , G. Pelletier , P. -O. Petrucci , B. Peyaud (1) , S. Pita , H. Poon , G. Pühlhofer , M. Punch , A. Quirrenbach , S. Raab , I. Reichardt , A. Reimer , O. Reimer , M. Renaud , R. de Los Reyes , F. Rieger , C. Romoli , S. Rosier-Lees (2) , G. Rowell , B. Rudak , C. B. Rulten , V. Sahakian , D. Salek , D. A. Sanchez (2) , A. Santangelo , R. Schlickeiser , F. Schüssler (1) , A. Schulz , U. Schwanke , S. Schwarzburg , S. Schwemmer , H. Sol , F. Spanier , G. Spengler , F. Spies , Ł. Stawarz , R. Steenkamp , C. Stegmann , F. Stinzing , K. Stycz , I. Sushch , J. -P. Tavernet , T. Tavernier , A. M. Taylor , R. Terrier , M. Tluczykont , C. Trichard (2) , K. Valerius , C. van Eldik , B. van Soelen , G. Vasileiadis , J. Veh , C. Venter , A. Viana , P. Vincent , J. Vink , H. J. Völk , F. Volpe , M. Vorster , T. Vuillaume , S. J. Wagner , P. Wagner , R. M. Wagner , M. Ward , M. Weidinger , Q. Weitzel , R. White , A. Wierzcholska , P. Willmann , A. Wörnlein , D. Wouters (1) , R. Yang , V. Zabalza , D. Zaborov , M. Zacharias , A. A. Zdziarski , A. Zech , H. -S. Zechlin

1 DPhP - Département de Physique des Particules (ex SPP)
2 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
3 DAP - Département d'Astrophysique (ex SAP)

An annihilation signal of dark matter is searched for from the central region of the Milky Way. Data acquired in dedicated ON/OFF observations of the Galactic center region with H.E.S.S. are analyzed for this purpose. No significant signal is found in a total of $\sim 9$ h of ON/OFF observations. Upper limits on the velocity averaged cross section, $<\sigma v >$, for the annihilation of dark matter particles with masses in the range of $\sim 300$ GeV to $\sim 10$ TeV are derived. In contrast to previous constraints derived from observations of the Galactic center region, the constraints that are derived here apply also under the assumption of a central core of constant dark matter density around the center of the Galaxy. Values of $<\sigma v >$ that are larger than $3\cdot 10^{-24}\:\mathrm{cm^3/s}$ are excluded for dark matter particles with masses between $\sim 1$ and $\sim 4$ TeV at 95% CL if the radius of the central dark matter density core does not exceed $500$ pc. This is the strongest constraint that is derived on $<\sigma v>$ for annihilating TeV mass dark matter without the assumption of a centrally cusped dark matter density distribution in the search region.

Domains: High Energy Physics - Experiment [hep-ex]

A. Abramowski, F. Aharonian, F. Ait Benkhali, A. G. Akhperjanian, E. O. Angüner, et al.. Constraints on an Annihilation Signal from a Core of Constant Dark Matter Density around the Milky Way Center with H.E.S.S. Physical Review Letters, 2015, 114, pp.081301. ⟨10.1103/PhysRevLett.114.081301⟩. ⟨in2p3-01118897⟩