暗星：来自宇宙再电离和河外背景辐射的约束与启示

由暗物质湮灭提供能量的暗星被认为是宇宙中第一批发光源。这些星体被认为形成于低质量迷你暗晕的中心暗物质尖点。近期计算表明，其恒星质量可达约1000个太阳质量，且/或具有非常长的寿命。因此，这些天体发出的紫外光子可能对宇宙再电离有显著贡献。在此我们表明，为了满足WMAP对光学深度的约束以及红移$z\sim6$处的Gunn-Peterson约束，此类暗星模型需要一种多少有些人为的再电离历史，该历史基于双再电离阶段和红移$z\sim6$附近的晚期星暴。这表明，如果暗星在早期宇宙中普遍存在，那么那些预测紫外光子数量与常规第三族星相似的模型更受青睐。这排除了进入主序阶段的100个太阳质量的暗星以及其他导致紫外光子数量大幅增加的模型。我们还从观测到的X射线、伽马射线和中微子背景出发，考虑了暗星形成过程中暗物质轮廓变陡的情况，对重暗物质和轻暗物质候选者推导出了约束。这增加了高红移处的成团因子，并导致早期宇宙中暗物质湮灭率升高。此外，我们估算了暗星遗迹中湮灭产物的潜在贡献，这可能为进一步约束此类模型提供一条有前景的途径，但目前仍存在不确定性。