利用子晕的湮灭信号约束暗物质微观物理

在冷暗物质情形下，星系暗物质晕中分布有大量较小的子晕。先前工作表明，子晕中的暗物质湮灭可在伽马射线光子计数概率分布函数（PDF）中产生独特的非泊松信号。此处我们表明，伽马射线PDF还携带了关于暗物质湮灭截面速度依赖性的信息。在假设$s$波与Sommerfeld增强湮灭计算出PDF后，我们进行了模拟数据分析，以说明当前与未来的观测如何约束暗物质湮灭的微观物理。我们发现，利用当前Fermi数据，并假设暗物质湮灭截面大致处于矮球状星系湮灭当前界限极限，有可能区分出子晕中暗物质湮灭预期的非泊松涨落与泊松源，以及具有错误速度依赖性的暗物质模型。我们探讨了这些结果对天体物理背景建模假设的稳健性。我们还指出暗物质湮灭速度依赖性、最小子晕质量、子晕质量函数幂律指数与暗物质信号归一化之间的四参数简并。该简并可利用来自N体模拟的先验或来自子晕质量函数观测约束打破。