暗物质诱导的弥漫伽马射线背景各向异性的表征

Fermi-LAT 合作组最近报道，在 1 至 50 GeV 的弥漫伽马射线背景中，探测到了高于光子噪声水平的角功率。此类信号可用于限制暗物质诱导光子的可能贡献。我们通过构建银河系晕及其子结构以及河外（子）晕中产生的辐射的全天伽马射线模板图，估算了这种潜在暗物质（DM）信号的角功率谱（APS）的强度和特征，适用于衰变和湮灭两种暗物质候选者。暗物质分布由宇宙结构形成的最先进 N 体模拟给出，即河外（子）晕采用 Millennium-II，银河系晕及其子晕采用 Aquarius。我们使用混合外推方法来考虑低于模拟分辨率极限的（子）结构，从而能够估算直至最小自束缚晕质量的总辐射。我们详细描述了模板图中 APS 出现的特征，并估算了各种不确定性的影响，如最小晕质量的值、晕中容纳的子结构比例以及暗物质密度剖面的形状。我们的结果表明，暗物质诱导辐射的涨落 APS 与 Fermi-LAT APS 处于同一数量级，这表明可以通过与测量到的各向异性进行比较来限制这种假设的辐射。我们还量化了影响我们结果的不确定性，发现跨越两个数量级以上的“理论误差带”，并且（对于给定的粒子物理模型）主要受限于我们对低质量（子）晕丰度知识的缺乏。