Prospects for dark matter observations in dwarf spheroidal galaxies with the Cherenkov Telescope Array Observatory
Fuente:
arXiv
Saved in:
| Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Preprint |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1866918217757229056 |
|---|---|
| author | Abe, K. Abe, S. Abhir, J. Abhishek, A. Acero, F. Acharyya, A. Adam, R. Aguasca-Cabot, A. Agudo, I. Aguirre-Santaella, A. Alfaro, J. Alfaro, R. Alispach, C. Batista, R. Alves Amans, J. -P. Amato, E. Ambrosi, G. Ambrosino, D. Ambrosino, F. Angel, L. Antonelli, L. A. Aramo, C. Arcaro, C. Asano, K. Ascasibar, Y. Stuani, L. Augusto Backes, M. Balazs, C. Balbo, M. Larriva, A. Baquero Martins, V. Barbosa Barrio, J. A. Barrios-Jiménez, L. Bartolini, C. Batista, P. I. Batković, I. Batzofin, R. González, J. Becerra Beck, G. Tjus, J. Becker Benbow, W. Berge, D. Bernardini, E. Bernete, J. Berti, A. Bertucci, B. Beshley, V. Bhattacharjee, P. Bhattacharyya, S. Bigongiari, C. Biland, A. Bissaldi, E. Blanch, O. Blazek, J. Bonnoli, G. Bonollo, A. Bosnjak, Z. Bottacini, E. Böttcher, M. Bringmann, T. Bronzini, E. Brose, R. Brunelli, G. Sáez, J. Buces Bunse, M. Burmistrov, L. Burton, M. Calisse, P. G. Campoy-Ordaz, A. Cantlay, B. K. Capasso, G. Caproni, A. Capuzzo-Dolcetta, R. Caraveo, P. Caroff, S. Carosi, R. Carquin, E. Carrasco, M. -S. Cascone, E. Castignani, G. Castro-Tirado, A. J. Cerasole, D. Cerruti, M. Cortínez, A. Cerviño Chadwick, P. M. Chai, Y. Chaty, S. Chen, A. W. Chen, Y. Chernyakova, M. Chiavassa, A. Chon, G. Chudoba, J. Cicciari, G. M. Cifuentes, A. Araujo, C. H. Coimbra Colapietro, M. Conforti, V. Contreras, J. L. Cornejo, B. Cortina, J. Costa, A. Costantini, H. Cotter, G. Cristofari, P. Cuevas, O. Curtis-Ginsberg, Z. D'Amico, G. D'Ammando, F. David, L. Dazzi, F. De Angelis, A. de Lavergne, M. de Bony Laadim, F. De Frondat Pino, E. M. de Gouveia Dal De Lotto, B. de Naurois, M. De Palma, G. de Souza, V. Del Burgo, R. del Peral, L. del Valle, M. V. Delgado, C. della Volpe, D. Depaoli, D. Di Girolamo, T. Di Piano, A. Di Pierro, F. Di Tria, R. Di Venere, L. Diebold, S. Dinesh, A. Djuvsland, J. Donini, A. Dörner, J. Doro, M. Duangchan, C. Ducci, L. Dwarkadas, V. V. Ebr, J. Eckner, C. Egberts, K. Elsässer, D. Emery, G. Nieves, C. Escañuela Escarate, P. Godoy, M. Escobar Esposito, P. Ettori, S. Falceta-Goncalves, D. Fedorova, E. Fegan, S. Feng, Q. Ferrand, G. Ferrarotto, F. Fiandrini, E. Fiasson, A. Filipovic, M. Fioretti, V. Foffano, L. Fontaine, G. García-Lago, F. Frías Fukazawa, Y. Fukui, Y. Furniss, A. Galanti, G. Galaz, G. Gallozzi, S. Gammaldi, V. Soto, S. García Garczarczyk, M. Gasbarra, C. Gasparrini, D. Gaug, M. Germani, S. Ghalumyan, A. Gianotti, F. Paiva, J. G. Giesbrecht Formiga Giglietto, N. Giordano, F. Giuffrida, R. Glicenstein, J. -F. Glombitza, J. Goldoni, P. González, J. M. Coelho, J. Goulart Gradetzke, T. Granot, J. Gréaux, L. Green, D. Green, J. G. Grolleron, G. Guedes, L. M. V. Gueta, O. Hadasch, D. Hamal, P. Hanlon, W. Hara, S. Harvey, V. M. Hassan, T. Hayashi, K. Heß, B. Heckmann, L. Heller, M. Hiroshima, N. Hnatyk, B. Hnatyk, R. Hoffmann, D. Hofmann, W. Horan, D. Horvath, P. Hrupec, D. Hussain, S. Iarlori, M. Inada, T. Incardona, F. Inoue, S. Inoue, Y. Iocco, F. Iuliano, A. Jahanvi Jamrozy, M. Janecek, P. Jankowsky, F. Jarnot, C. Jaroschewski, I. Jean, P. Martínez, I. Jiménez Jin, W. Jurysek, J. Kalekin, O. Karas, V. Kataoka, J. Kaufmann, S. Kazanas, D. Keita, T. Kerszberg, D. Kieda, D. B. Kissmann, R. Kluźniak, W. Kohri, K. Kolar, D. Komin, N. Kornecki, P. Kowal, G. Kubo, H. Kushida, J. La Barbera, A. La Palombara, N. Lacave, B. Láinez, M. Lamastra, A. Lapington, J. Lazarević, S. Lenain, J. -P. Leone, F. Leonora, E. Li, Y. Lindfors, E. Linhoff, M. Lombardi, S. Longo, F. López-Coto, R. López-Moya, M. López-Oramas, A. Loporchio, S. Bahilo, J. Lozano Luciani, H. Luque-Escamilla, P. L. Lyard, E. Macias, O. Mackey, J. Majumdar, P. Malyshev, D. Mandat, D. Mangano, S. Manicò, G. Marchetti, A. Mariotti, M. Márquez, I. Marsella, G. Domínguez, D. Martín Martínez, G. A. Martínez, M. Martinez, O. Mazin, D. Mello, A. J. T. S. Gallego, J. Mé ndez Menon, S. Mereghetti, S. Meyer, D. M. -A. Meyer, M. Miceli, D. Miceli, M. Michailidis, M. Miener, T. Miranda, J. M. Mitchell, A. Molero, M. Molfese, C. Delicado, M. Molina Molina, E. Montaruli, T. Moralejo, A. Ramos, A. Moreno Morselli, A. Moulin, E. Zamanillo, V. Moya Munari, K. Murach, T. Muraczewski, A. Muraishi, H. Nakamori, T. Nemmen, R. Neto, J. P. Niemiec, J. Nieto, D. Rosillo, M. Nievas Nikołajuk, M. Nishijima, K. Noda, K. Nosek, D. Novotny, V. Nozaki, S. Okumura, A. Olive, J. -F. Ong, R. A. Orito, R. Orlandini, M. Orlando, E. Orlando, S. Otero-Santos, J. Oya, I. Moghadam, M. Ozlati Pagliaro, A. Palatiello, M. Pandey, A. Panebianco, G. Paneque, D. Pantaleo, F. R. Paoletti, R. Paredes, J. M. Parmiggiani, N. Patricelli, B. Pech, M. Pecimotika, M. Peresano, M. Aguilera, A. Pérez rez-Romero, J. Pé Peron, G. Perrotta, F. Persic, M. Petruk, O. Pfeifle, F. Pietropaolo, E. Pinchbeck, L. Pintore, F. Pirola, G. Pittori, C. Podobnik, F. Pohl, M. Poireau, V. Pollet, V. Ponti, G. González, C. Pozo Prandini, E. Principe, G. Prouza, M. Pueschel, E. Pühlhofer, G. Pumo, M. L. Quirrenbach, A. Rainò, S. Rando, R. Recchia, S. Regeard, M. Reimer, A. Reimer, O. Reis, I. Reisenegger, A. Rhode, W. Ribó, M. Ricci, C. Richtler, T. Rico, J. Rieger, F. Riitano, L. Ríos, C. Rizi, V. Roache, E. Rodríguez-Fernández, G. Frías, M. D. Rodríguez Rodríguez-Vázquez, J. J. Romano, P. Romeo, G. Rosado, J. de Leon, A. Rosales Rowell, G. Roy, A. Rudak, B. Ruina, A. Ruiz-Velasco, E. Queiroz, F. S. Sadeh, I. Saha, L. Salzmann, H. Sánchez-Conde, M. Sangiorgi, P. Sano, H. Santos-Lima, R. Sapienza, V. Sarkar, S. Saturni, F. G. Savarese, S. Savchenko, V. Scherer, A. Schiavone, F. Schipani, P. Schussler, F. Sengupta, D. Sergijenko, O. Sguera, V. Siejkowski, H. Silvestri, G. Simongini, A. Siqueira, C. Sliusar, V. Sofia, I. Sol, H. Spiga, D. Spinello, S. Stamerra, A. Stanič, S. Starecki, T. Starling, R. Stolarczyk, T. Suda, Y. Tajima, H. Takahashi, M. Takeishi, R. Tanaka, S. J. Tejedor, L. A. Teshima, M. Testa, V. Tian, W. W. Tibaldo, L. Tibolla, O. Tingay, S. J. Tombesi, F. Tonev, D. Torradeflot, F. Torres, D. F. Tothill, N. Tramacere, A. Travnicek, P. Trois, A. Truzzi, S. Tutone, A. Vacula, M. van Eldik, C. Vandenbroucke, J. Vassiliev, V. Acosta, M. Vázquez Vecchi, M. Ventura, S. Vercellone, S. Verna, G. Viale, I. Viana, A. Viaux, N. Vigliano, A. Vignatti, J. Vigorito, C. F. Visentin, E. Vitale, V. Voitsekhovskyi, V. Vorobiov, S. Voutsinas, G. Walter, R. Wechakama, M. White, M. Wierzcholska, A. Wohlleben, F. Xotta, F. Yamazaki, R. Yao, Y. Yoshikoshi, T. Zavrtanik, D. Zavrtanik, M. Zech, A. Zhang, W. Zhdanov, V. I. Živec, M. Zuriaga-Puig, J. |
| author_facet | Abe, K. Abe, S. Abhir, J. Abhishek, A. Acero, F. Acharyya, A. Adam, R. Aguasca-Cabot, A. Agudo, I. Aguirre-Santaella, A. Alfaro, J. Alfaro, R. Alispach, C. Batista, R. Alves Amans, J. -P. Amato, E. Ambrosi, G. Ambrosino, D. Ambrosino, F. Angel, L. Antonelli, L. A. Aramo, C. Arcaro, C. Asano, K. Ascasibar, Y. Stuani, L. Augusto Backes, M. Balazs, C. Balbo, M. Larriva, A. Baquero Martins, V. Barbosa Barrio, J. A. Barrios-Jiménez, L. Bartolini, C. Batista, P. I. Batković, I. Batzofin, R. González, J. Becerra Beck, G. Tjus, J. Becker Benbow, W. Berge, D. Bernardini, E. Bernete, J. Berti, A. Bertucci, B. Beshley, V. Bhattacharjee, P. Bhattacharyya, S. Bigongiari, C. Biland, A. Bissaldi, E. Blanch, O. Blazek, J. Bonnoli, G. Bonollo, A. Bosnjak, Z. Bottacini, E. Böttcher, M. Bringmann, T. Bronzini, E. Brose, R. Brunelli, G. Sáez, J. Buces Bunse, M. Burmistrov, L. Burton, M. Calisse, P. G. Campoy-Ordaz, A. Cantlay, B. K. Capasso, G. Caproni, A. Capuzzo-Dolcetta, R. Caraveo, P. Caroff, S. Carosi, R. Carquin, E. Carrasco, M. -S. Cascone, E. Castignani, G. Castro-Tirado, A. J. Cerasole, D. Cerruti, M. Cortínez, A. Cerviño Chadwick, P. M. Chai, Y. Chaty, S. Chen, A. W. Chen, Y. Chernyakova, M. Chiavassa, A. Chon, G. Chudoba, J. Cicciari, G. M. Cifuentes, A. Araujo, C. H. Coimbra Colapietro, M. Conforti, V. Contreras, J. L. Cornejo, B. Cortina, J. Costa, A. Costantini, H. Cotter, G. Cristofari, P. Cuevas, O. Curtis-Ginsberg, Z. D'Amico, G. D'Ammando, F. David, L. Dazzi, F. De Angelis, A. de Lavergne, M. de Bony Laadim, F. De Frondat Pino, E. M. de Gouveia Dal De Lotto, B. de Naurois, M. De Palma, G. de Souza, V. Del Burgo, R. del Peral, L. del Valle, M. V. Delgado, C. della Volpe, D. Depaoli, D. Di Girolamo, T. Di Piano, A. Di Pierro, F. Di Tria, R. Di Venere, L. Diebold, S. Dinesh, A. Djuvsland, J. Donini, A. Dörner, J. Doro, M. Duangchan, C. Ducci, L. Dwarkadas, V. V. Ebr, J. Eckner, C. Egberts, K. Elsässer, D. Emery, G. Nieves, C. Escañuela Escarate, P. Godoy, M. Escobar Esposito, P. Ettori, S. Falceta-Goncalves, D. Fedorova, E. Fegan, S. Feng, Q. Ferrand, G. Ferrarotto, F. Fiandrini, E. Fiasson, A. Filipovic, M. Fioretti, V. Foffano, L. Fontaine, G. García-Lago, F. Frías Fukazawa, Y. Fukui, Y. Furniss, A. Galanti, G. Galaz, G. Gallozzi, S. Gammaldi, V. Soto, S. García Garczarczyk, M. Gasbarra, C. Gasparrini, D. Gaug, M. Germani, S. Ghalumyan, A. Gianotti, F. Paiva, J. G. Giesbrecht Formiga Giglietto, N. Giordano, F. Giuffrida, R. Glicenstein, J. -F. Glombitza, J. Goldoni, P. González, J. M. Coelho, J. Goulart Gradetzke, T. Granot, J. Gréaux, L. Green, D. Green, J. G. Grolleron, G. Guedes, L. M. V. Gueta, O. Hadasch, D. Hamal, P. Hanlon, W. Hara, S. Harvey, V. M. Hassan, T. Hayashi, K. Heß, B. Heckmann, L. Heller, M. Hiroshima, N. Hnatyk, B. Hnatyk, R. Hoffmann, D. Hofmann, W. Horan, D. Horvath, P. Hrupec, D. Hussain, S. Iarlori, M. Inada, T. Incardona, F. Inoue, S. Inoue, Y. Iocco, F. Iuliano, A. Jahanvi Jamrozy, M. Janecek, P. Jankowsky, F. Jarnot, C. Jaroschewski, I. Jean, P. Martínez, I. Jiménez Jin, W. Jurysek, J. Kalekin, O. Karas, V. Kataoka, J. Kaufmann, S. Kazanas, D. Keita, T. Kerszberg, D. Kieda, D. B. Kissmann, R. Kluźniak, W. Kohri, K. Kolar, D. Komin, N. Kornecki, P. Kowal, G. Kubo, H. Kushida, J. La Barbera, A. La Palombara, N. Lacave, B. Láinez, M. Lamastra, A. Lapington, J. Lazarević, S. Lenain, J. -P. Leone, F. Leonora, E. Li, Y. Lindfors, E. Linhoff, M. Lombardi, S. Longo, F. López-Coto, R. López-Moya, M. López-Oramas, A. Loporchio, S. Bahilo, J. Lozano Luciani, H. Luque-Escamilla, P. L. Lyard, E. Macias, O. Mackey, J. Majumdar, P. Malyshev, D. Mandat, D. Mangano, S. Manicò, G. Marchetti, A. Mariotti, M. Márquez, I. Marsella, G. Domínguez, D. Martín Martínez, G. A. Martínez, M. Martinez, O. Mazin, D. Mello, A. J. T. S. Gallego, J. Mé ndez Menon, S. Mereghetti, S. Meyer, D. M. -A. Meyer, M. Miceli, D. Miceli, M. Michailidis, M. Miener, T. Miranda, J. M. Mitchell, A. Molero, M. Molfese, C. Delicado, M. Molina Molina, E. Montaruli, T. Moralejo, A. Ramos, A. Moreno Morselli, A. Moulin, E. Zamanillo, V. Moya Munari, K. Murach, T. Muraczewski, A. Muraishi, H. Nakamori, T. Nemmen, R. Neto, J. P. Niemiec, J. Nieto, D. Rosillo, M. Nievas Nikołajuk, M. Nishijima, K. Noda, K. Nosek, D. Novotny, V. Nozaki, S. Okumura, A. Olive, J. -F. Ong, R. A. Orito, R. Orlandini, M. Orlando, E. Orlando, S. Otero-Santos, J. Oya, I. Moghadam, M. Ozlati Pagliaro, A. Palatiello, M. Pandey, A. Panebianco, G. Paneque, D. Pantaleo, F. R. Paoletti, R. Paredes, J. M. Parmiggiani, N. Patricelli, B. Pech, M. Pecimotika, M. Peresano, M. Aguilera, A. Pérez rez-Romero, J. Pé Peron, G. Perrotta, F. Persic, M. Petruk, O. Pfeifle, F. Pietropaolo, E. Pinchbeck, L. Pintore, F. Pirola, G. Pittori, C. Podobnik, F. Pohl, M. Poireau, V. Pollet, V. Ponti, G. González, C. Pozo Prandini, E. Principe, G. Prouza, M. Pueschel, E. Pühlhofer, G. Pumo, M. L. Quirrenbach, A. Rainò, S. Rando, R. Recchia, S. Regeard, M. Reimer, A. Reimer, O. Reis, I. Reisenegger, A. Rhode, W. Ribó, M. Ricci, C. Richtler, T. Rico, J. Rieger, F. Riitano, L. Ríos, C. Rizi, V. Roache, E. Rodríguez-Fernández, G. Frías, M. D. Rodríguez Rodríguez-Vázquez, J. J. Romano, P. Romeo, G. Rosado, J. de Leon, A. Rosales Rowell, G. Roy, A. Rudak, B. Ruina, A. Ruiz-Velasco, E. Queiroz, F. S. Sadeh, I. Saha, L. Salzmann, H. Sánchez-Conde, M. Sangiorgi, P. Sano, H. Santos-Lima, R. Sapienza, V. Sarkar, S. Saturni, F. G. Savarese, S. Savchenko, V. Scherer, A. Schiavone, F. Schipani, P. Schussler, F. Sengupta, D. Sergijenko, O. Sguera, V. Siejkowski, H. Silvestri, G. Simongini, A. Siqueira, C. Sliusar, V. Sofia, I. Sol, H. Spiga, D. Spinello, S. Stamerra, A. Stanič, S. Starecki, T. Starling, R. Stolarczyk, T. Suda, Y. Tajima, H. Takahashi, M. Takeishi, R. Tanaka, S. J. Tejedor, L. A. Teshima, M. Testa, V. Tian, W. W. Tibaldo, L. Tibolla, O. Tingay, S. J. Tombesi, F. Tonev, D. Torradeflot, F. Torres, D. F. Tothill, N. Tramacere, A. Travnicek, P. Trois, A. Truzzi, S. Tutone, A. Vacula, M. van Eldik, C. Vandenbroucke, J. Vassiliev, V. Acosta, M. Vázquez Vecchi, M. Ventura, S. Vercellone, S. Verna, G. Viale, I. Viana, A. Viaux, N. Vigliano, A. Vignatti, J. Vigorito, C. F. Visentin, E. Vitale, V. Voitsekhovskyi, V. Vorobiov, S. Voutsinas, G. Walter, R. Wechakama, M. White, M. Wierzcholska, A. Wohlleben, F. Xotta, F. Yamazaki, R. Yao, Y. Yoshikoshi, T. Zavrtanik, D. Zavrtanik, M. Zech, A. Zhang, W. Zhdanov, V. I. Živec, M. Zuriaga-Puig, J. |
| contents | The dwarf spheroidal galaxies (dSphs) orbiting the Milky Way are widely regarded as systems supported by velocity dispersion against self-gravity, and as prime targets for the search for indirect dark matter (DM) signatures in the GeV-to-TeV $γ$-ray range owing to their lack of astrophysical $γ$-ray background. We present forecasts of the sensitivity of the forthcoming Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) to annihilating or decaying DM signals in these targets. An original selection of candidates is performed from the current catalogue of known objects, including both classical and ultra-faint dSphs. For each, the expected DM content is derived using the most comprehensive photometric and spectroscopic data available, within a consistent framework of analysis. This approach enables the derivation of novel astrophysical factor profiles for indirect DM searches, which are compared with results from the literature. From an initial sample of 64 dSphs, eight promising targets are identified -- Draco I, Coma Berenices, Ursa Major II, Ursa Minor and Willman 1 in the North, Reticulum II, Sculptor and Sagittarius II in the South -- for which different DM density models yield consistent expectations, leading to robust predictions. CTAO is expected to provide the strongest limits above $\sim$10 TeV, reaching velocity-averaged annihilation cross sections of $\sim$5$\times$10$^{-25}$ cm$^3$ s$^{-1}$ and decay lifetimes up to $\sim$10$^{26}$ s for combined limits. The dominant uncertainties arise from the imprecise determination of the DM content, particularly for ultra-faint dSphs. Observation strategies are proposed that optimise either deep exposures of the best candidates or diversified target selections. |
| format | Preprint |
| id |
arxiv_https___arxiv_org_abs_2508_19120 |
| institution | arXiv |
| publishDate | 2025 |
| record_format | arxiv |
| spellingShingle | Prospects for dark matter observations in dwarf spheroidal galaxies with the Cherenkov Telescope Array Observatory Abe, K. Abe, S. Abhir, J. Abhishek, A. Acero, F. Acharyya, A. Adam, R. Aguasca-Cabot, A. Agudo, I. Aguirre-Santaella, A. Alfaro, J. Alfaro, R. Alispach, C. Batista, R. Alves Amans, J. -P. Amato, E. Ambrosi, G. Ambrosino, D. Ambrosino, F. Angel, L. Antonelli, L. A. Aramo, C. Arcaro, C. Asano, K. Ascasibar, Y. Stuani, L. Augusto Backes, M. Balazs, C. Balbo, M. Larriva, A. Baquero Martins, V. Barbosa Barrio, J. A. Barrios-Jiménez, L. Bartolini, C. Batista, P. I. Batković, I. Batzofin, R. González, J. Becerra Beck, G. Tjus, J. Becker Benbow, W. Berge, D. Bernardini, E. Bernete, J. Berti, A. Bertucci, B. Beshley, V. Bhattacharjee, P. Bhattacharyya, S. Bigongiari, C. Biland, A. Bissaldi, E. Blanch, O. Blazek, J. Bonnoli, G. Bonollo, A. Bosnjak, Z. Bottacini, E. Böttcher, M. Bringmann, T. Bronzini, E. Brose, R. Brunelli, G. Sáez, J. Buces Bunse, M. Burmistrov, L. Burton, M. Calisse, P. G. Campoy-Ordaz, A. Cantlay, B. K. Capasso, G. Caproni, A. Capuzzo-Dolcetta, R. Caraveo, P. Caroff, S. Carosi, R. Carquin, E. Carrasco, M. -S. Cascone, E. Castignani, G. Castro-Tirado, A. J. Cerasole, D. Cerruti, M. Cortínez, A. Cerviño Chadwick, P. M. Chai, Y. Chaty, S. Chen, A. W. Chen, Y. Chernyakova, M. Chiavassa, A. Chon, G. Chudoba, J. Cicciari, G. M. Cifuentes, A. Araujo, C. H. Coimbra Colapietro, M. Conforti, V. Contreras, J. L. Cornejo, B. Cortina, J. Costa, A. Costantini, H. Cotter, G. Cristofari, P. Cuevas, O. Curtis-Ginsberg, Z. D'Amico, G. D'Ammando, F. David, L. Dazzi, F. De Angelis, A. de Lavergne, M. de Bony Laadim, F. De Frondat Pino, E. M. de Gouveia Dal De Lotto, B. de Naurois, M. De Palma, G. de Souza, V. Del Burgo, R. del Peral, L. del Valle, M. V. Delgado, C. della Volpe, D. Depaoli, D. Di Girolamo, T. Di Piano, A. Di Pierro, F. Di Tria, R. Di Venere, L. Diebold, S. Dinesh, A. Djuvsland, J. Donini, A. Dörner, J. Doro, M. Duangchan, C. Ducci, L. Dwarkadas, V. V. Ebr, J. Eckner, C. Egberts, K. Elsässer, D. Emery, G. Nieves, C. Escañuela Escarate, P. Godoy, M. Escobar Esposito, P. Ettori, S. Falceta-Goncalves, D. Fedorova, E. Fegan, S. Feng, Q. Ferrand, G. Ferrarotto, F. Fiandrini, E. Fiasson, A. Filipovic, M. Fioretti, V. Foffano, L. Fontaine, G. García-Lago, F. Frías Fukazawa, Y. Fukui, Y. Furniss, A. Galanti, G. Galaz, G. Gallozzi, S. Gammaldi, V. Soto, S. García Garczarczyk, M. Gasbarra, C. Gasparrini, D. Gaug, M. Germani, S. Ghalumyan, A. Gianotti, F. Paiva, J. G. Giesbrecht Formiga Giglietto, N. Giordano, F. Giuffrida, R. Glicenstein, J. -F. Glombitza, J. Goldoni, P. González, J. M. Coelho, J. Goulart Gradetzke, T. Granot, J. Gréaux, L. Green, D. Green, J. G. Grolleron, G. Guedes, L. M. V. Gueta, O. Hadasch, D. Hamal, P. Hanlon, W. Hara, S. Harvey, V. M. Hassan, T. Hayashi, K. Heß, B. Heckmann, L. Heller, M. Hiroshima, N. Hnatyk, B. Hnatyk, R. Hoffmann, D. Hofmann, W. Horan, D. Horvath, P. Hrupec, D. Hussain, S. Iarlori, M. Inada, T. Incardona, F. Inoue, S. Inoue, Y. Iocco, F. Iuliano, A. Jahanvi Jamrozy, M. Janecek, P. Jankowsky, F. Jarnot, C. Jaroschewski, I. Jean, P. Martínez, I. Jiménez Jin, W. Jurysek, J. Kalekin, O. Karas, V. Kataoka, J. Kaufmann, S. Kazanas, D. Keita, T. Kerszberg, D. Kieda, D. B. Kissmann, R. Kluźniak, W. Kohri, K. Kolar, D. Komin, N. Kornecki, P. Kowal, G. Kubo, H. Kushida, J. La Barbera, A. La Palombara, N. Lacave, B. Láinez, M. Lamastra, A. Lapington, J. Lazarević, S. Lenain, J. -P. Leone, F. Leonora, E. Li, Y. Lindfors, E. Linhoff, M. Lombardi, S. Longo, F. López-Coto, R. López-Moya, M. López-Oramas, A. Loporchio, S. Bahilo, J. Lozano Luciani, H. Luque-Escamilla, P. L. Lyard, E. Macias, O. Mackey, J. Majumdar, P. Malyshev, D. Mandat, D. Mangano, S. Manicò, G. Marchetti, A. Mariotti, M. Márquez, I. Marsella, G. Domínguez, D. Martín Martínez, G. A. Martínez, M. Martinez, O. Mazin, D. Mello, A. J. T. S. Gallego, J. Mé ndez Menon, S. Mereghetti, S. Meyer, D. M. -A. Meyer, M. Miceli, D. Miceli, M. Michailidis, M. Miener, T. Miranda, J. M. Mitchell, A. Molero, M. Molfese, C. Delicado, M. Molina Molina, E. Montaruli, T. Moralejo, A. Ramos, A. Moreno Morselli, A. Moulin, E. Zamanillo, V. Moya Munari, K. Murach, T. Muraczewski, A. Muraishi, H. Nakamori, T. Nemmen, R. Neto, J. P. Niemiec, J. Nieto, D. Rosillo, M. Nievas Nikołajuk, M. Nishijima, K. Noda, K. Nosek, D. Novotny, V. Nozaki, S. Okumura, A. Olive, J. -F. Ong, R. A. Orito, R. Orlandini, M. Orlando, E. Orlando, S. Otero-Santos, J. Oya, I. Moghadam, M. Ozlati Pagliaro, A. Palatiello, M. Pandey, A. Panebianco, G. Paneque, D. Pantaleo, F. R. Paoletti, R. Paredes, J. M. Parmiggiani, N. Patricelli, B. Pech, M. Pecimotika, M. Peresano, M. Aguilera, A. Pérez rez-Romero, J. Pé Peron, G. Perrotta, F. Persic, M. Petruk, O. Pfeifle, F. Pietropaolo, E. Pinchbeck, L. Pintore, F. Pirola, G. Pittori, C. Podobnik, F. Pohl, M. Poireau, V. Pollet, V. Ponti, G. González, C. Pozo Prandini, E. Principe, G. Prouza, M. Pueschel, E. Pühlhofer, G. Pumo, M. L. Quirrenbach, A. Rainò, S. Rando, R. Recchia, S. Regeard, M. Reimer, A. Reimer, O. Reis, I. Reisenegger, A. Rhode, W. Ribó, M. Ricci, C. Richtler, T. Rico, J. Rieger, F. Riitano, L. Ríos, C. Rizi, V. Roache, E. Rodríguez-Fernández, G. Frías, M. D. Rodríguez Rodríguez-Vázquez, J. J. Romano, P. Romeo, G. Rosado, J. de Leon, A. Rosales Rowell, G. Roy, A. Rudak, B. Ruina, A. Ruiz-Velasco, E. Queiroz, F. S. Sadeh, I. Saha, L. Salzmann, H. Sánchez-Conde, M. Sangiorgi, P. Sano, H. Santos-Lima, R. Sapienza, V. Sarkar, S. Saturni, F. G. Savarese, S. Savchenko, V. Scherer, A. Schiavone, F. Schipani, P. Schussler, F. Sengupta, D. Sergijenko, O. Sguera, V. Siejkowski, H. Silvestri, G. Simongini, A. Siqueira, C. Sliusar, V. Sofia, I. Sol, H. Spiga, D. Spinello, S. Stamerra, A. Stanič, S. Starecki, T. Starling, R. Stolarczyk, T. Suda, Y. Tajima, H. Takahashi, M. Takeishi, R. Tanaka, S. J. Tejedor, L. A. Teshima, M. Testa, V. Tian, W. W. Tibaldo, L. Tibolla, O. Tingay, S. J. Tombesi, F. Tonev, D. Torradeflot, F. Torres, D. F. Tothill, N. Tramacere, A. Travnicek, P. Trois, A. Truzzi, S. Tutone, A. Vacula, M. van Eldik, C. Vandenbroucke, J. Vassiliev, V. Acosta, M. Vázquez Vecchi, M. Ventura, S. Vercellone, S. Verna, G. Viale, I. Viana, A. Viaux, N. Vigliano, A. Vignatti, J. Vigorito, C. F. Visentin, E. Vitale, V. Voitsekhovskyi, V. Vorobiov, S. Voutsinas, G. Walter, R. Wechakama, M. White, M. Wierzcholska, A. Wohlleben, F. Xotta, F. Yamazaki, R. Yao, Y. Yoshikoshi, T. Zavrtanik, D. Zavrtanik, M. Zech, A. Zhang, W. Zhdanov, V. I. Živec, M. Zuriaga-Puig, J. High Energy Astrophysical Phenomena Astrophysics of Galaxies Instrumentation and Methods for Astrophysics The dwarf spheroidal galaxies (dSphs) orbiting the Milky Way are widely regarded as systems supported by velocity dispersion against self-gravity, and as prime targets for the search for indirect dark matter (DM) signatures in the GeV-to-TeV $γ$-ray range owing to their lack of astrophysical $γ$-ray background. We present forecasts of the sensitivity of the forthcoming Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) to annihilating or decaying DM signals in these targets. An original selection of candidates is performed from the current catalogue of known objects, including both classical and ultra-faint dSphs. For each, the expected DM content is derived using the most comprehensive photometric and spectroscopic data available, within a consistent framework of analysis. This approach enables the derivation of novel astrophysical factor profiles for indirect DM searches, which are compared with results from the literature. From an initial sample of 64 dSphs, eight promising targets are identified -- Draco I, Coma Berenices, Ursa Major II, Ursa Minor and Willman 1 in the North, Reticulum II, Sculptor and Sagittarius II in the South -- for which different DM density models yield consistent expectations, leading to robust predictions. CTAO is expected to provide the strongest limits above $\sim$10 TeV, reaching velocity-averaged annihilation cross sections of $\sim$5$\times$10$^{-25}$ cm$^3$ s$^{-1}$ and decay lifetimes up to $\sim$10$^{26}$ s for combined limits. The dominant uncertainties arise from the imprecise determination of the DM content, particularly for ultra-faint dSphs. Observation strategies are proposed that optimise either deep exposures of the best candidates or diversified target selections. |
| title | Prospects for dark matter observations in dwarf spheroidal galaxies with the Cherenkov Telescope Array Observatory |
| topic | High Energy Astrophysical Phenomena Astrophysics of Galaxies Instrumentation and Methods for Astrophysics |
| url | https://arxiv.org/abs/2508.19120 |