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系外行星与褐矮星的暗物质动能加热

高能物理 - 唯象学 2025-07-09 v2 地球与行星天体物理 高能天体物理现象 太阳与恒星天体物理

摘要

中子星的暗物质动能加热先前已被研究为一种有前景的暗物质探测途径。动能加热发生在暗物质在高逃逸速度天体的引力势阱中被加速至相对论性速度,并在被该天体捕获后沉积动能,从而提高其温度。我们证明,即使在逃逸速度较低的天体中,如系外行星和褐矮星,暗物质动能加热也可能很显著,从而增加了此类搜寻的发现潜力。如果存在一种长程暗力,产生一个“暗逃逸速度”,导致加热率远大于中子星预期的加热率,这种情况就可能发生。我们因此利用广域红外巡天探测器(WISE)和詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)对超级木星WISE 0855-0714的观测数据,对暗扇区参数设定了限制,并描绘出未来对低于1040 cm210^{-40}~{\rm cm}^2的暗物质散射截面的探测灵敏度。我们比较了其他低逃逸速度天体(如地球、太阳和白矮星)的暗物质动能加热率,发现根据粒子物理参数的不同,可能存在互补的动能加热信号。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.02393,
  title  = {Dark Kinetic Heating of Exoplanets and Brown Dwarfs},
  author = {Javier F. Acevedo and Rebecca K. Leane and Aidan J. Reilly},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.02393},
  year   = {2025}
}

备注

26 pages, 11 figures. v2: version published in JHEP