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区分星系团中宇宙线与暗物质诱发的伽马射线?

高能天体物理现象 2012-10-19 v3 高能物理 - 唯象学

摘要

星系团是伽马射线波段间接探测暗物质的最佳目标之一,尽管这些天体预期存在强烈的天体物理背景。现有观测设备(Fermi-LAT 或切伦科夫望远镜)已具备探测能力,但判断信号来源可能十分困难。我们研究了按“流量”分箱的天体数目行为(logN-logF)以及叠加信号的行为,能否作为判别主导过程的一个特征。我们使用 CLUMPY 程序沿视线方向积分来自衰变或湮灭暗物质以及宇宙线的信号。暗物质密度采用标准 NFW 轮廓,宇宙线成分则依赖参数化的发射率。在此框架下,利用 MCXC 星系团总表探讨了叠加的后果。我们发现 logN-logF 幂律斜率的值(或信号随叠加天体数目的增长)是区分暗物质衰变与宇宙线诱发伽马射线的明确诊断指标。对于暗物质湮灭,取决于来自子结构的信号增强,其行为要么与宇宙线信号相似(无增强),要么与衰变情形相似(大幅增强)。最亮天体与其后续天体之间的偏移也依赖于信号来源。对于湮灭情形,由于影响增强因子的巨大不确定性,该偏移和叠加信号受到的约束较差。我们还强调,由于子结构的贡献,湮灭信号的角分布并非普适。

关键词

引用

@article{arxiv.1203.1166,
  title  = {Disentangling cosmic-ray and dark-matter induced gamma-rays in galaxy clusters?},
  author = {D. Maurin and C. Combet and E. Nezri and E. Pointecouteau},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1203.1166},
  year   = {2012}
}

备注

7 pages, 3 figures, minor corrections (to match the A&A accepted version)