银河系中天体聚焦的暗物质湮灭
高能天体物理现象
2021-05-05 v1 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
间接探测实验通常测量在星系晕中自由传播的湮灭暗物质(DM)粒子的通量。我们考虑一种新的情形,其中天体“聚焦”暗物质湮灭事件,提高了晕内湮灭的效率。在此设定中,暗物质首先被中子星或褐矮星等天体俘获,然后在其中湮灭。如果暗物质湮灭为寿命足够长的粒子,它们可以逃逸并随后衰变为可探测的辐射。这产生了一种独特的湮灭形态,其标度正比于暗物质与天体密度的乘积,而非暗物质密度的平方。我们表明,在银河系银心与球状星团中,该信号在射线观测中可主导晕湮灭率。我们利用\textit{Fermi}和H.E.S.S.数据限制暗物质-核子散射截面,利用褐矮星对亚GeV暗物质设定了低至cm的强力新限制,比现有限制强达九个数量级。我们证明中子星可对TeV尺度暗物质设定低至约cm的限制。
引用
@article{arxiv.2101.12213,
title = {Celestial-Body Focused Dark Matter Annihilation Throughout the Galaxy},
author = {Rebecca K. Leane and Tim Linden and Payel Mukhopadhyay and Natalia Toro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12213},
year = {2021}
}