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基于 TeV-PeV 伽马射线扩散测量对超重暗物质的约束

高能天体物理现象 2025-09-12 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

最近的实验测量了银河 γ\gamma-射线扩散辐射至太赫能量范围,为研究银河宇宙射线的加速及其向太赫能量范围的扩散提供了窗口。此外,这些观测为对非常重暗物质粒子(质量在 TeV-PeV 范围内)设定强有力约束提供了强大的工具。本文我们探索了最新观测的潜力,即来自 HAWC 和 LHAASO 对银河平原的扩散辐射测量,以探寻此类暗物质。我们在暗物质湮灭/衰变产生的电子和正电子的二次辐射(逆碰散)之上,对其包含的 prompt γ\gamma-射线辐射进行建模,包括通过碰散消除高能光子的效应。此外,我们表明包括天体背景(即来自宇宙射线碰撞的扩散辐射或来自未解析源体的辐射)显著改善了这些限制。我们发现,特别是 LHAASO 结合 WCDA 和 KM2A 探测器提供的新测量,允许我们对湮灭暗物质设定强有力的约束,此类约束在当时最为竞争且甚至改进了最强的约束。我们也指出,这些区域导致的约束不受暗物质分布不确定性的影响较大,并讨论了 CTA 北部和 SWGO 将如何在此质量范围内改进限制。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.09609,
  title  = {Constraints on Ultra-heavy DM from TeV-PeV gamma-ray diffuse measurements},
  author = {Manuel Rocamora and Pedro De La Torre Luque and Miguel A. Sánchez-Conde},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09609},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages main text, with 8 figures and appendix with 4 figures. Comments are welcome!