约束星系团的延展伽马射线辐射
宇宙学与河外天体物理
2012-12-10 v2 高能天体物理现象
摘要
冷暗物质模型预测暗物质晕中存在大量子结构。如果冷暗物质由弱相互作用大质量粒子组成，这些子结构中的湮灭可能导致弥散的GeV辐射，其强度将超过主晕的湮灭信号。本文搜索来自三个邻近星系团（后发座、室女座和天炉座）的GeV辐射。我们首先从费米两年目录中移除已知的河外和银河系弥散伽马射线背景及点源，发现三个星系团中均存在显著的残余弥散辐射。然后我们研究该辐射是否来自（i）未分辨的点源；（ii）暗物质湮灭；或（iii）宇宙线（CR）。利用45个月的费米-LAT数据，我们探测到几个新的点源（未出现在费米两年点源目录中），这些点源污染了Han等人（arxiv:1201.1003）先前分析的信号。将这些点源考虑在内并计入未探测点源的影响后，我们发现所研究的三个星系团均未显著探测到延展辐射。相反，我们确定了暗物质湮灭和宇宙线辐射的上限。对于天炉座和室女座，宇宙线辐射的上限与理论模型一致，但对于后发座，上限比理论预期低2倍。考虑到与宇宙线处理相关的系统不确定性，我们的星系团对暗物质湮灭截面的上限比银河系矮星系分析的结果更为严格。我们排除了质量高达100 GeV的超对称暗物质粒子的热截面（取决于湮灭通道）。
引用
@article{arxiv.1207.6749,
title = {Constraining Extended Gamma-ray Emission from Galaxy Clusters},
author = {Jiaxin Han and Carlos S. Frenk and Vincent R. Eke and Liang Gao and Simon D. M. White and Alexey Boyarsky and Denys Malyshev and Oleg Ruchayskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.6749},
year = {2012}
}
备注
updated to match published version, with more references added. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1201.1003