太阳系中的暗物质 I：太阳俘获的弱相互作用大质量粒子在地球处的分布函数

下一代暗物质直接探测实验和中微子望远镜将探测暗物质参数空间的大片区域。为了解释这些实验中的信号，有必要建立良好的模型，既包括流经太阳系的晕暗物质流，也包括束缚于太阳系的暗物质群体。本文是关于太阳系中暗物质的三篇系列论文中的第一篇，我们在一个仅由太阳和木星组成的玩具太阳系中，模拟了通过太阳俘获而束缚于太阳系的暗物质轨道，假设暗物质由单一类型的弱相互作用大质量粒子（WIMP）组成。我们描述了束缚WIMP群体的规模如何依赖于WIMP质量、自旋无关截面和自旋相关截面。使用银河系暗物质晕的标准描述，我们发现，在符合当前WIMP-核子截面实验约束的条件下，直接探测事件率相对于晕WIMP事件率的最大增强小于1%，而来自地球中心WIMP湮灭产生的中微子的事件率不太可能达到下一代、立方千米级（IceCube、KM3NeT）中微子望远镜的阈值。