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星震学对不对称暗物质的约束:具有有效自旋依赖耦合的轻粒子

太阳与恒星天体物理 2017-01-17 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

迄今为止,直接探测搜寻在寻找暗物质(DM)时一无所获。与此同时,星震学作为研究 DM 的补充工具出现,因为 DM 在恒星中的积累可通过提供传导机制增强能量传输,在恒星演化过程中产生恒星结构的显著变化。特别受 DM 存在影响的恒星核心,可通过精确的星震诊断来研究。我们模拟了三颗包含 DM 能量传输的恒星:太阳、一颗质量稍小且年老得多的恒星 KIC 7871531 (0.85M0.85 \, M_{\odot}, 9.41Gyr9.41 \, \text{Gyr}),以及一颗质量更大且年轻的恒星 KIC 8379927 (1.12M1.12 \, M_{\odot}, 1.82Gyr1.82 \, \text{Gyr})。我们考虑了弱相互作用大质量粒子(WIMP)的情况(尽管湮灭率较低)以及不对称 DM 的情况(恒星中捕获的粒子数可能大得多)。通过分析这些具有指向核心权重的星震分离比模型,我们发现了限制几 GeV 质量的有效自旋依赖 DM-质子耦合的迹象。这一独立结果非常接近最近最严格的直接探测 DM 约束。

关键词

引用

@article{arxiv.1701.03928,
  title  = {Asteroseismic constraints on Asymmetric Dark Matter: Light particles with an effective spin-dependent coupling},
  author = {André Martins and Ilídio Lopes and Jordi Casanellas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1701.03928},
  year   = {2017}
}

备注

11 pages; 6 figures