We present a catalog of galaxy clusters selected using the maxBCG red-sequence method from Sloan Digital Sky Survey photometric data. This catalog includes 13,823 clusters with velocity dispersions greater than ≈400 km s-1 and is the largest galaxy cluster catalog assembled to date. They are selected in an approximately volume-limited way from a 0.5 Gpc3 region covering 7500 deg2 of sky between redshifts 0.1 and 0.3. Each cluster contains between 10 and 190 E/S0 ridgeline galaxies brighter than 0.4L* within a scaled radius R200. The tight relation between ridgeline color and redshift provides an accurate photometric redshift estimate for every cluster. Photometric redshift errors are shown by comparison to spectroscopic redshifts to be small (Δz ≃ 0.01), essentially independent of redshift, and well determined throughout the redshift range. Runs of maxBCG on realistic mock catalogs suggest that the sample is more than 90% pure and more than 85% complete for clusters with masses ≥1 × 1014 M☉. Spectroscopic measurements of cluster members are used to examine line-of-sight projection as a contaminant in the identification of brightest cluster galaxies and cluster member galaxies. Spectroscopic data are also used to demonstrate the correlation between optical richness and velocity dispersion. Comparison to the combined NORAS and REFLEX X-ray-selected cluster catalogs shows that X-ray-luminous clusters are found among the optically richer maxBCG clusters. This paper is the first in a series that will consider the properties of these clusters, their galaxy populations, and their implications for cosmology.

We report the discovery of eight new Milky Way companions in of optical imaging data collected during the first year of the Dark Energy Survey (DES). Each system is identified as a statistically significant over-density of individual stars consistent with the expected isochrone and luminosity function of an old and metal-poor stellar population. The objects span a wide range of absolute magnitudes (MV from to ), physical sizes (), and heliocentric distances (). Based on the low surface brightnesses, large physical sizes, and/or large Galactocentric distances of these objects, several are likely to be new ultra-faint satellite galaxies of the Milky Way and/or Magellanic Clouds. We introduce a likelihood-based algorithm to search for and characterize stellar over-densities, as well as identify stars with high satellite membership probabilities. We also present completeness estimates for detecting ultra-faint galaxies of varying luminosities, sizes, and heliocentric distances in the first-year DES data.

ABSTRACT We search for excess γ -ray emission coincident with the positions of confirmed and candidate Milky Way satellite galaxies using six years of data from the Fermi Large Area Telescope (LAT). Our sample of 45 stellar systems includes 28 kinematically confirmed dark-matter-dominated dwarf spheroidal galaxies (dSphs) and 17 recently discovered systems that have photometric characteristics consistent with the population of known dSphs. For each of these targets, the relative predicted γ -ray flux due to dark matter annihilation is taken from kinematic analysis if available, and estimated from a distance-based scaling relation otherwise, assuming that the stellar systems are DM-dominated dSphs. LAT data coincident with four of the newly discovered targets show a slight preference (each 2 σ local) for γ -ray emission in excess of the background. However, the ensemble of derived γ -ray flux upper limits for individual targets is consistent with the expectation from analyzing random blank-sky regions, and a combined analysis of the population of stellar systems yields no globally significant excess (global significance ). Our analysis has increased sensitivity compared to the analysis of 15 confirmed dSphs by Ackermann et al. The observed constraints on the DM annihilation cross section are statistically consistent with the background expectation, improving by a factor of ∼2 for large DM masses ( and ) and weakening by a factor of ∼1.5 at lower masses relative to previously observed limits.

Due to their proximity, high dark-matter (DM) content, and apparent absence of non-thermal processes, Milky Way dwarf spheroidal satellite galaxies (dSphs) are excellent targets for the indirect detection of DM. Recently, eight new dSph candidates were discovered using the first year of data from the Dark Energy Survey (DES). We searched for gamma-ray emission coincident with the positions of these new objects in six years of Fermi Large Area Telescope data. We found no significant excesses of gamma-ray emission. Under the assumption that the DES candidates are dSphs with DM halo properties similar to the known dSphs, we computed individual and combined limits on the velocity-averaged DM annihilation cross section for these new targets. If the estimated DM content of these dSph candidates is confirmed, they will constrain the annihilation cross section to lie below the thermal relic cross section for DM particles with masses annihilating via the or τ+τ− channels.