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对暗物质衰变光学发射线的光谱搜寻

宇宙学与河外天体物理 2025-01-10 v2

摘要

我们通过堆叠暗能量光谱仪(DESI)的暗天空光谱,在来自DESI亮星系与亮红星系样本的近邻星系红移处,搜寻暗物质衰变产生的窄线光学发射。我们的搜寻使用距星系中心5至20角秒的区域,对应约50kpc50\,\rm kpc的碰撞参数。搜寻中未出现未知谱线,我们在200020009000A˚9000 \,\mathring{\rm A}波长范围内对发射设置了1019ergs/s/cm2/arcsec210^{-19}\,\rm{ergs}/\rm{s}/\rm{cm}^{2}/\rm{arcsec}^{2}的线通量极限。这对5至12eV12\,\rm eV质量范围内暗物质双光子衰变给出了迄今最紧的约束,其粒子寿命超过3×1025s3\times 10^{25}\,\rm s。该探测极限还意味着沿视线所有暗物质贡献的线面亮度至少比测得的外星系背景光(EBL)低两个数量级,排除了暗物质衰变窄光学线发射是EBL主要来源的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.05476,
  title  = {A Spectroscopic Search for Optical Emission Lines from Dark Matter Decay},
  author = {Hanyue Wang and Daniel J. Eisenstein and Jessica Nicole Aguilar and Steven Ahlen and Stephen Bailey and David Brooks and Todd Claybaugh and Axel de la Macorra and Peter Doel and Jaime E. Forero-Romero and Anthony Kremin and Michael E. Levi and Marc Manera and Ramon Miquel and Claire Poppett and Mehdi Rezaie and Graziano Rossi and Eusebio Sanchez and Michael Schubnell and Gregory Tarle and Benjamin A. Weaver and Zhimin Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05476},
  year   = {2025}
}