中间质量黑洞中暗物质湮灭：对星系外伽马射线背景的贡献
天体物理学
2008-11-26 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了中性子暗物质 (DM) 两体湮灭产生的伽马射线贡献，这些湮灭发生在由中间质量黑洞 (IMBHs) 包围的 DM 密度增强区域 (minispikes) 中。我们关注两种 IMBH 形成场景：保守场景中 IMBHs 是 Population-III 星的残骸，乐观场景中 IMBHs 在原星系盘中形成。在两种场景中，这些 IMBH 在高红移时在原星系 halo 中形成，导致 minispikes 的形成，这些 minispikes 是伽马射线的明亮来源。考虑到 minispike 的消耗过程，我们仅对具有维持 minispikes 的宇宙分布中的 IMBH 求和。保守场景（黑洞质量 10^2 M_sun，minispike 为 r^{-3/2}）预测的伽马射线通量是使用相同 DM 参数（质量 100 GeV，湮灭截面积 3 × 10^{-26} cm^3 s^{-1}，来自主机 halo 而无 IMBH minispikes 的等效通量的一个数量级。我们的乐观场景（黑洞质量 10^5 M_sun，minispike 为 r^{-7/3}）预测的通量大约大三个数量级，甚至可以达到 EGRET 所测的当前 EGB 观测值（使用上述 DM 参数）。这一事实可能对约束 DM 参数并阐明 IMBHs 的真实本质具有有趣的启示。此外，我们确定 DM 湮灭产生的单色伽马射线谱，并显示其通量可以位于 GLAST 的观测范围内，提供一种潜在的“smoking-gun” DM 标志。
关键词
引用
@article{arxiv.astro-ph/0607042,
title = {Dark matter annihilation from intermediate-mass black holes: Contribution to the extragalactic gamma-ray background},
author = {Shunsaku Horiuchi and Shin'ichiro Ando},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0607042},
year = {2008}
}
备注
11 pages, 6 figures, 2 tables, accepted for publication in Phys.Rev.D