利用 Fermi-LAT 探寻暗物质在星系流中的湮灭

星系流是全球星系或矮星系在其宿主星系的引力势阴影下被剥离的残余物。来自矮星系的流可能是间接暗物质 (DM) 搜索的引人注目的目标，因为这些星系被认为是高度 DM 主导的系统。尽管这些流预计在 tidal 拉伸过程中会丢弃大部分 DM，但仍可能保留其核心中的显著量。若 DM 由 WIMP 组成，其在流核心中的湮灭可能产生可检测的 gamma 射线信号。本研究分析来自 NASA 费米卫星上大型区域望远镜 (Fermi-LAT) 的近 15 年数据，搜索来自 11 个根据 DM 动机标准挑选的星系流方向的潜在 WIMP 湮灭信号。我们未从样本中任何流检测到 gamma 射线。在无信号情况下，我们基于这些对象的第一个约束限制了 WIMP 参数空间，其中包括两种代表性湮灭通道。首先计算单个 DM 限制，然后整合所有流。最可靠的综合约束（基于金样本并使用其 DM 内容的基准描述）对于 $bb$ 和 $\tau^+\tau^-$ 湮灭通道高出约 10 倍的热力学残留交叉截面。我们还探讨了这些约束在更保守或乐观且切实可行的假设下的变化，发现变化可达几个数量级。这种大系统不确定性源于关键模型限制，这些限制可以并应在未来的观测和模拟中加以改正，以产生更稳健的流 DM 限制。尽管存在不确定性，但本研究表明使用星系流进行 DM 搜索是可行的，并凸显了其在发现 DM 粒子属性方面的显著潜力。