利用弥漫射电辐射对星系团中暗物质湮灭的限制

暗物质湮灭可产生包括电子和正电子在内的稳定标准模型粒子，这些粒子在磁场存在下通过同步辐射损失能量，表现为可观测的射电辐射。星系团因其质量巨大且由暗物质主导，是搜寻或限制暗物质湮灭率的绝佳目标。在本研究中，我们利用弥漫射电辐射的上限、观测到的低水平弥漫辐射或射电迷你晕的探测，对附近星系团样本中的暗物质湮灭设定了限制。我们发现，当比较相同的湮灭通道和子结构模型但不同的最佳候选星系团时，对湮灭截面的最强限制比通过伽马射线波段未探测到星系团所导出的限制要好约 3 倍或更多。对截面的限制取决于假设的子结构量，与平滑 NFW 轮廓相比，随着子结构模型越来越乐观，变化幅度可达 2 个数量级。在我们最乐观的情况下，利用 Phoenix Project (Gao et al. 2012b) 的结果，我们发现对于 bbar 湮灭通道，当暗物质质量高达 400 GeV 时，导出的限制低于 3x10^-26 cm^3 s^-1 的热遗迹截面。我们讨论了由于单个星系团磁场结构可用数据有限而产生的不确定性。我们还报告了从 M49 和 NGC4636 星系群中心 30-40 kpc 区域发现的弥漫射电辐射。