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太阳对暗物质的捕获:重新审视速度分布的不确定性

星系天体物理 2019-12-18 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

在旨在探测 WIMP 暗物质的不同策略中,来自太阳的中微子信号将是一个确凿证据。这一可能性依赖于由局部暗物质分布假设(局部质量密度和速度分布)驱动的太阳对暗物质的捕获。在此背景下,我们重新审视这些天体物理假设(也与直接探测相关)。我们特别关注暗物质速度分布,考虑超越流行的麦克斯韦分布的不同可能性。即,可以通过解析方法和考察螺旋星系的宇宙学模拟来考虑一些替代方案。用于约束局部速度分布函数的大多数拟合公式未能描述模拟中观测到的速度分布的峰值和高速尾部,当将暗物质的局部逃逸速度加入基准拟合模型时,后者得到改善。此外,我们检验了 Eddington 反演方法的预测,并说明了星系动力学历史的重要性。我们估计了由此导致的太阳暗物质捕获率的不确定性,并得出结论:不同的速度分布将影响太阳对暗物质的捕获率,幅度可达 1520%15-20\%。除此之外,对捕获率固有方差的计算导致了难以控制的不确定性,特别是对于高 WIMP 质量(>>30 GeV),这引发了对捕获情景的担忧。

关键词

引用

@article{arxiv.1906.11674,
  title  = {Dark matter capture by the Sun: revisiting velocity distribution uncertainties},
  author = {A. Nuñez-Castiñeyra and E. Nezri and V. Bertin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11674},
  year   = {2019}
}

备注

20 pages, 7 figures, JCAP format