Dark matter line searches with the Cherenkov Telescope Array

Abstract

Las señales monocromáticas de rayos gamma constituyen una posible firma inequívoca ("smoking gun") de la aniquilación o desintegración de partículas de materia oscura, que podrían distinguirse relativamente fácil de los fondos astrofísicos o instrumentales. Este artículo proporciona una evaluación actualizada de la sensibilidad del Cherenkov Telescope Array (CTA) a este tipo de señales, basada en observaciones de la región del centro galáctico, así como de galaxias enanas esferoidales seleccionadas. Se halla que los límites actuales y las perspectivas de detección para masas de materia oscura superiores a 300 GeV se mejorarán significativamente, hasta en un orden de magnitud en el rango de varios TeV. Esto demuestra que CTA establecerá un nuevo estándar en la astronomía de rayos gamma, consolidándose como el observatorio más grande y sensible para rayos gamma de alta energía. En particular, esta capacidad se debe a su extraordinaria resolución energética en el rango de TeV y a su estrategia de observación, que se centra en regiones con altas densidades de materia oscura. A lo largo de este análisis, se emplean funciones de respuesta instrumental actualizadas y se modela de manera rigurosa el efecto de las incertidumbres sistemáticas instrumentales en su tratamiento estadístico. Además, se presentan resultados para otras posibles señales con características espectrales pronunciadas, como espectros en forma de "caja", que también apuntarían claramente a un origen relacionado con partículas de materia oscura.