利用监督机器学习分析银道面外 3FGL 源分布：脉冲星与暗物质子晕解释
高能天体物理现象
2016-07-06 v1
摘要
第三费米大面积望远镜（LAT）星表（3FGL）中列出的源近 1/3 仍未认证。预测甚至未预料的伽马射线源类有可能存在于这些数据中等待发现。利用 Fermi LAT 实现的优异能谱能力，我们使用机器学习分类器（Random Forest 和 XGBoost）来精确定位银道面外未认证 3FGL 样本中潜在的新源类。我们在此报告了 |b| > 5 度处共计 34 个高置信度银河系候选体。目前对这些天体偏好的标准天体物理解释是脉冲星或承载毫秒脉冲星（MSPs）的低光度球状星团。然而，这些天体也可能被解释为发生在超暗矮星系或暗物质子晕中的暗物质湮灭。遗憾的是，Fermi LAT 能谱不足以打破不同情景间的简并。对档案光学图像的仔细目视检查在 95% 误差椭圆内未发现低光度球状星团或超暗矮星系的明显证据。如果这些是脉冲星，这将使 |b| > 5 度处的 MSP 总数达到 106。我们发现该数与一个新的 MSP 种群合成预测极为一致，该预测根据高能发射模型的选择给出 100-126 个高银纬 3FGL MSP。然而，如果这些是暗物质子结构，我们可以对该今幸存银河系子晕的数量以及暗物质湮灭截面给出上限。这些极限开始接近底夸克湮灭通道中暗物质粒子质量低于 ~100 GeV 时的典型热遗迹截面。
引用
@article{arxiv.1605.00711,
title = {3FGL Demographics Outside the Galactic Plane using Supervised Machine Learning: Pulsar and Dark Matter Subhalo Interpretations},
author = {N. Mirabal and E. Charles and E. C. Ferrara and P. L. Gonthier and A. K. Harding and M. A. Sánchez-Conde and D. J. Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.00711},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 6 figures, 3 tables, accepted for publication in ApJ