对暗物质湮灭产生伽马射线的保守约束

利用对银河系、仙女座（M31）和宇宙背景的伽马射线观测数据，我们计算了暗物质自湮灭产生单能伽马射线的截面 $\langle\sigma_A v\rangle_{\gamma\gamma}$ 的保守上限，覆盖了广泛的暗物质质量范围。（实际上，在大部分质量范围内，如果我们仅考虑能量在暗物质质量端点附近几倍范围内的伽马射线分支比，结果保持不变。）如果最终态伽马射线分支比 $\mathrm{Br}(\gamma\gamma)$ 已知，那么 $\langle\sigma_A v\rangle_{\gamma\gamma} / \mathrm{Br}(\gamma\gamma)$ 将定义总截面的上限；我们保守地假设 $\mathrm{Br}(\gamma\gamma) > 10^{-4}$。通过考虑任何标准模型粒子的出现率，也可以推导出总截面的上限；在实践中，该极限由最不可探测的中微子定义。对于中等暗物质质量，基于伽马射线和基于中微子的总截面上限相当，而伽马射线极限在小质量时更强，中微子极限在大质量时更强。我们讨论了这些结果如何依赖于天体物理输入和湮灭末态的假设，以及 GLAST 和其他伽马射线实验如何改进这些结果。