Fermi-LAT 43 GeV Gamma Signal

[P_E_T_E_R]

Man hat sich ja schon fast totgesucht nach Hinweisen auf DM, auch und gerade in den Messdaten vom Fermi Large Area Telescope (LAT).

Jetzt hat eine Gruppe von chinesischen Wissenschaftlern gut 15 Jahre an öffentlich zugänglichen Fermi-LAT Daten analysiert und dabei tatsächlich ein ziemlich starkes 43 GeV Gamma-Signal aus der Richtung massiver Galaxienhaufen gefunden. Da es für solch ein Signal keine konventionelle astrophysikalische Quelle gibt, deuten die Autoren das Signal als Evidenz für die seit langem gesuchte DM-Annihilation:

Evidence for a ∼ 43 GeV γ-ray line signal in a stacking analysis of the Virgo, Fornax, and Ophiuchus Galaxy clusters (full preprint)

Siehe auch Phys. Rev. Lett. 137, 071003 – Published 12 August, 2026

Among various signals, the GeV-TeV γ-ray line has been taken as the smoking gun signal of the dark matter annihilation and decay since no known astrophysical or physical process(es) could generate such a peculiar spectrum. With 15.5 years of Fermi-LAT P8R3 publicly available data, we search for the γ-ray line emission in the directions of 13 massive galaxy clusters at redshifts z ≤ 0.028 with an unbinned likelihood analysis. A γ-ray line signal at ∼ 43.2 GeV has a net test statistic (TS) value of ≈ 30 if we take into account only the data in the directions of the Virgo, Fornax, and Ophiuchus clusters, three massive clusters with the highest J-factors expected to generate the dark matter annihilation signal. The absence of this signal in the inner Galaxy disfavors both the instrumental effect and the canonical dark matter annihilation interpretation, and a more sophisticated dark matter model or very peculiar astrophysical scenario might be needed. This γ-ray line signal, if intrinsic, could be unambiguously verified by the Very Large Area γ-ray SpaceTelescope in its first two years of performance.​

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This research has made use of data obtained from the High Energy Astrophysics Science Archive Research Center (HEASARC), provided by NASA’s Goddard Space Flight Center​

Mit Sicherheit werden die Fermi-LAT Leute sich das genau anschauen und prüfen, ob sie den Fund bestätigen können.

Und des weiteren kann man eine Flut von theoretischen Deutungen für dieses 43 GeV Gamma-Signal erwarten.

Gruß, Peter

 

[P_E_T_E_R]

Anscheinend ist man schon seit längerem dran an dem Thema, was man ja auch erwarten würde:

Search for a gamma-ray line feature from a group of nearby Galaxy clusters with Fermi LAT Pass 8 data

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound objects in the universe and may be suitable targets for indirect dark matter searches. With 85 months of Fermi-LAT Pass 8 publicly available data, we analyze the gamma-ray emission in the directions of 16 nearby Galaxy Clusters with an unbinned likelihood analysis. No globally statistically-significant γ−ray line feature is identified and a tentative line signal may be present at ∼ 43 GeV. The 95% confidence level upper limits on the velocity-averaged cross section of dark matter particles annihilating into double γ−rays (i.e.,<σv>_χχ→γγ) are derived. Unless very optimistic boost factors of dark matter annihilation in these Galaxy Clusters have been assumed, such constraints are much weaker than the bounds set by the Galactic γ−ray data.

Und dazu gabs auch schon theoretische Interpretationsversuche:

Interpretations of the possible 42.7 GeV γ-ray line

Recently Liang et al. found a tentative line signal at about 43 GeV in the directions of sixteen nearby Galaxy Clusters. If arising from dark matter annihilation, the mass of the dark matter particles should be m_χ ∼ 43 GeV and the annihilation cross section <σv> ∼ [5×10^−28 /(BF/10³)] (cm)³/s is needed, where BF is the averaged boost factor of the annihilation signal of these Galaxy Clusters. In this work we discuss several models which could interpret these features and estimate the model parameters. Usually sizeable coupling parameter is needed. The 2σ upper limits on the crosssection of the dark matter annihilation into various final states such as b¯b, µ+µ− and so on are also presented.

Gruß, Peter

 

[fuetti]

Interessant, aber warum Dunkle Materie? Könnte es nicht etwas anderes sein? Was bedeuten diese 43 GeV? So viel ich weiß, sind DM-Partikel bisher reine Spekulation, aber ich habe diese Forschung auch nicht rigoros verfolgt.

 

[P_E_T_E_R]

Interessant, aber warum Dunkle Materie? Könnte es nicht etwas anderes sein? Was bedeuten diese 43 GeV? So viel ich weiß, sind DM-Partikel bisher reine Spekulation, aber ich habe diese Forschung auch nicht rigoros verfolgt.

Es ist halt kaum möglich, ein monochromatisches Signal im Gammaspektrum bei 43 GeV mit konventionellen astrophysikalischen Quellen zu erklären. Dazu zählen u.a. Millisekundenpulsare, AGNs, SNRs, OB-Sterne, aber auch Bremsstrahlung von e+/e- am interstellarem Medium, die in diesem Energiebereich alle nur ein Kontinuum, aber keine Linien liefern.

Siehe dazu z.B.

FERMI-LAT OBSERVATIONS OF THE DIFFUSE γ-RAY EMISSION: IMPLICATIONS FOR COSMIC RAYS AND THE INTERSTELLAR MEDIUM

FERMI-LAT OBSERVATIONS OF HIGH-ENERGY γ-RAY EMISSION TOWARD THE GALACTIC CENTER

Detection of the Small Magellanic Cloud in gamma-rays with Fermi/LAT

 

[fuetti]

Ja, aber warum gleich dunkle Materie verdächtigen und dann noch Teilchencharakter postulieren? 43 GeV ist ja schon ganz schön viel, also eine Energie, bei der man deutlich Teilchencharakter finden würde. Ein Elektron hat 511 keV. Gamma Strahlung aus radioaktiver Strahlung, die ebenfalls deutlichen Teilchencharakter hat, hat 10-10000 keV. Man könnte jedoch 100 andere Spekulationen dazu anstellen, z.B. nicht kanonische andere Teilchen.

Hierzu haben ich das gefunden:

Was die 43-GeV-Gammastrahlenlinie wirklich über Dunkle Materie aussagt | Antwort | Studio Global AI

Ein Team mit Verbindung zur Chinesischen Akademie der Wissenschaften berichtet von einem schmalen Überschuss nahe 43 GeV in Gammastrahlendaten aus den Richtu...

www.studioglobal.ai

 

[P_E_T_E_R]

Die Autoren sagen ja selber, dass weitere insbesondere auch unabhängige Daten wünschenswert sind.

Wie oben in Post #2 bereits verlinkt, wurde das 43 GeV Signal bereits vor 10 Jahren erstmals gefunden, damals noch mit geringerer Signifikanz. Wie du weißt unterliegt statistische Signifikanz dem Gesetz von "diminishing returns" - eine vierfache Messzeit ergibt nur eine Halbierung des statischen Fehlers und ist deshalb urealistisch angesichts einer bereits akkumulierten Messzeit von 15,5 Jahren. Zumal systematische Effekte dadurch nicht geringer werden. Und last not least, auch der Fermi-Satellit steht auf der Abschussliste von Trump und wird deshalb wohl bald abgeschaltet.

Die Forderung der KI nach wesentlich mehr Statistik und unabhängigen Bestätigungen für einen überzeugenden "smoking gun" Nachweis ist ja wirklich ulkig. Vielleicht kann sie ja mal Elon Musk einen Bittbrief für die private Förderung von zusätzlichen 100 Forschungssatelliten der Fermi-Klasse schreiben. Eventuell könnte Musk so sein negatives Image wegen der Starlinks verbessern ...

 

[Klaus06N]

Im Zentrum der Milchstraße fehlt leider ein 43 GeV Signal. Die Milchstraße dürfte von ihrer Struktur aber nicht vergleichbar sein mit massereichen Haufen wie Virgo, Fornax und Ophiuchus. Interessant dürfte die räumliche Verteilung des Signals in diesen großen Strukturen sein. Könnte man mit diesem Signal eine Strahlungskarte erstellen ?

 

[P_E_T_E_R]

Interessant dürfte die räumliche Verteilung des Signals in diesen großen Strukturen sein. Könnte man mit diesem Signal eine Strahlungskarte erstellen ?

Die Signifikanz des 43 GeV Signals kommt ja erst durch die Signalüberlagerung der drei prominenten Cluster Virgo, Fornax u. Ophiuchus zustande, siehe Fig. 2 in Yi-Zhong Fan et al. Wenn du anfängst, die Beiträge der jeweiligen Cluster aufzuteilen, um für jedes Cluster eine räumliche Verteilung zu bekommen, bleibt von dem Signal nichts mehr übrig. Das gibt die Statistik der Fermi-LAT Daten einfach nicht her.

Aber mal angenommen, man hätte eine wesentlich bessere Statistik, die solch eine Strahlungskarte für jedes Cluster zuließe. Was würde das bringen? Selbst wenn die Verteilung des mutmaßlichen Annihilationssignals sich mit der theoretischen oder gemessenen DM Dichteverteilung deckt, wird das kaum für einen überzeugenden Beweis ausreichen:

Extraordinary claims require extraordinary evidence ...

Gruß, Peter