Searching for dark matter in dwarf galaxies with the Fermi Large area telescope

• Grant number: 21/07183-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Scientific Initiation
• Start date: October 01, 2021
• End date: September 30, 2022
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Physics - Elementary Particle Physics and Fields
• Principal Investigator: Aion da Escóssia Melo Viana
• Grantee: Julia Reis Céu
• Host Institution: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil
• Associated research grant: 19/14893-3 - Extreme phenomena of the Galactic Center and indirect searches of dark matter with gamma rays, AP.JP

Abstract

Apesar das evidências crescentes de que a matéria escura astrofísica existe no Universo, sua natureza permanece indeterminada. A principal partícula candidata a explicar a matéria escura são as chamadas "Weakly Interacting Massive Particles" . Estas são partículas com massas na faixa GeV - TeV e força de interação na escala fraca. Em ambientes de alta densidade do Universo, a matéria escura pode se auto-aniquilar e produzir um forte sinal de raios gama. Galáxias anãs, aglomerados de galáxias e o Centro Galáctico são os principais alvos que podem abrigar um sinal de raios gama de altas energias. Recentemente, mais de 30 satélites ultra-tênues da Via Láctea foram descobertos por observações profundas de levantamentos de imagens ópticas de amplo campo de visão. Este projeto visa estudar e caracterizar a emissão de raios gama de todas as galáxias anãs satélites da Via-Láctea atualmente conhecidas, observadas pelo Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT), a bordo da nave espacial Fermi Gamma Ray Space Telescope. Uma atenção especial será dada aos diferentes modelos de distribuição da matéria escura nos diferentes alvos, a fim de selecionar os melhores objetos. Uma vez que algumas regiões podem ter forte emissão astrofísica não térmica de raios gama, um cuidado especial será tomado para otimizar a estratégia de observação e as regiões de extração de sinal, a fim de aumentar a sensibilidade do Fermi-LAT a um sinal de matéria escura. O principal objetivo da atividade proposta é introduzir o aluno ao contexto da pesquisa em Astrofísica e Astropartículas, através do estudo de um dos principais tópicos nesta área: a busca indireta da matéria escura. (AU)