对 CTA 探测暗物质湮灭灵敏度的现实评估

我们估算了即将建成的 CTA 伽马射线望远镜对银河系中心暗物质（DM）湮灭的灵敏度，并在多个重要方面改进了先前的分析。首先，我们对所有背景进行了详细分析，包括在此类研究中首次纳入弥散天体物理辐射。其次，我们提出了一个包含系统误差的统计框架，并估算了由此导致的灵敏度下降。这些误差可能源于事例重建、有效面积的蒙特卡洛测定或大气条件的不确定性等。第三，我们表明，在一组经过适当优化的感兴趣区域上进行分析，可以部分补偿由系统误差和弥散辐射引起的灵敏度下降。为了探测具有标准热湮灭截面的暗物质，除非银河系中心的暗物质密度上升得比典型的 Navarro-Frenk-White 或 Einasto 轮廓预测的更陡峭，否则必须将 CTA 的系统误差（如单个视场内接受度的非均匀变化）控制在 0.3% 以下。对于收缩的 $r^{-1.3}$ 轮廓和 1% 水平的系统误差，CTA 可以探测质量在 100 GeV 到 10 TeV 之间的暗物质湮灭为 $b\bar{b}$ 的过程，达到标准热水平。