Foreground effect on the J-factor estimation of ultrafaint dwarf spheroidal galaxies
Foreground effect on the J-factor estimation of ultrafaint dwarf spheroidal galaxies
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前景对超微弱矮椭球星系 J 因子估计的影响
DOI：
10.1093/mnras/sty1387
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发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ichikawa;K.;Horigome;S.;Ishigaki;M. N.;Matsumoto;S.;Ibe;M.;Sugai;H.;Hayashi;K.
矮椭球星系（dSphs）是伽马射线暗物质（DM）搜索的有希望的目标。特别是，在最近发现的一些附近的超微弱 dSphs 中，DM 湮没信号预计会很强，这可能对 TeV 弱相互作用大质量粒子 DM 产生严格的约束。然而，各种不可忽略的系统不确定性使这些天体中与 DM 搜索相关的天体物理因素的估计变得复杂。其中，前景恒星的影响尤其引起人们的关注，因为即使对于未来的运动学巡天来说，污染也是不可避免的。在本文中，我们通过生成四个超微弱 dSph 恒星的模拟样本并使用未来摄谱仪的模型来评估前景污染对天体物理 J 因子估计的影响。我们研究各种数据切割以优化数据质量，并应用考虑成员和前景恒星分布的可能性分析。我们表明，信号区域（感兴趣区域）中的前景恒星污染及其统计不确定性可以通过在控制区域中插值前景恒星分布来估计，其中前景恒星在成员恒星中占主导地位。这些区域可以在未来的光谱观测中利用具有大视场的多物体光谱仪来确保，例如，安装在斯巴鲁望远镜上的主焦摄谱仪。上述估计有几个优点：数据驱动的污染估计使得天体物理因素的分析在复杂的前景分布下保持稳定。此外，似然分析中还考虑了前景污染效应。
Dwarf spheroidal galaxies (dSphs) are promising targets for the gamma-ray dark matter (DM) search. In particular, DM annihilation signal is expected to be strong in some of the recently discovered nearby ultrafaint dSphs, which potentially give stringent constraints on theTeV weakly interacting massive particle DM. However, various non-negligible systematic uncertainties complicate the estimation of the astrophysical factors relevant for the DM search in these objects. Among them, the effects of foreground stars particularly attract attention because the contamination is unavoidable even for the future kinematical survey. In this article, we assess the effects of the foreground contamination on the astrophysicalJ-factor estimation by generating mock samples of stars in the four ultrafaint dSphs and using a model of future spectrographs. We investigate various data cuts to optimize the quality of the data and apply a likelihood analysis which takes member and foreground stellar distributions into account. We show that the foreground star contaminations in the signal region (the region of interest) and their statistical uncertainty can be estimated by interpolating the foreground star distribution in the control region where the foreground stars dominate the member stars. Such regions can be secured at future spectroscopic observations utilizing a multiple object spectrograph with a large field of view, e.g. the Prime Focus Spectrograph mounted on Subaru Telescope. The above estimation has several advantages: the data-driven estimation of the contamination makes the analysis of the astrophysical factor stable against the complicated foreground distribution. Besides, foreground contamination effect is considered in the likelihood analysis.
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DOI：
10.1088/2041-8205/722/2/l209
发表时间：
2010
期刊：
The Astrophysical Journal Letters
影响因子：
--
作者：
A. McConnachie;P. Côté
通讯作者：
P. Côté
影响因子：
2.3
作者：
M. Takada;R. Ellis;M. Chiba;J. Greene;H. Aihara;N. Arimoto;K. Bundy;J. Cohen;O. Dor'e
通讯作者：
M. Takada;R. Ellis;M. Chiba;J. Greene;H. Aihara;N. Arimoto;K. Bundy;J. Cohen;O. Dor'e
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DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
V. Bonnivard;D. Maurin;M. Walker
通讯作者：
M. Walker
DOI：
10.1088/0004-637x/810/1/56
发表时间：
2015-06
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
E. Kirby;J. Simon;J. Cohen
通讯作者：
E. Kirby;J. Simon;J. Cohen
DOI：
10.1088/0004-6256/135/4/1361
发表时间：
2007-08
期刊：
The Astronomical Journal
影响因子：
--
作者：
J. D. Jong;H. Rix;N. F. Martin;D. Zucker;A. Dolphin;E. F. Bell;V. Belokurov;N. W. E. Mpia;Heidelberg IoA;Cambridge Steward Obs.;Tucson
通讯作者：
J. D. Jong;H. Rix;N. F. Martin;D. Zucker;A. Dolphin;E. F. Bell;V. Belokurov;N. W. E. Mpia;Heidelberg IoA;Cambridge Steward Obs.;Tucson