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再电离模型是否影响对暗物质衰变或湮灭的约束?

宇宙学与河外天体物理 2021-12-22 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

若暗物质衰变或湮灭,大量能量与粒子将释放至宇宙等离子体中。因此,它们可能改变宇宙的热历史与电离历史,并在宇宙微波背景功率谱上留下印记。本文以暗物质湮灭为例,探究不同再电离模型是否影响对暗物质湮灭的约束。我们考虑包含暗物质湮灭与恒星形成两者的电离历史,进而对DM湮灭给出约束。结合最新Planck数据、BAO数据、SNIa测量、来自类星体观测的QHIIQ_\text{HII}约束,以及来自UV与IR数据的恒星形成率密度,在68%置信水平下光深为τ=0.05710.0006+0.0005\tau=0.0571^{+0.0005}_{-0.0006},且ϵ0fd\epsilon_0 f_d的上限在95%置信水平下为2.7765×10242.7765\times 10^{-24}。作为比较,我们亦在瞬时再电离模型中由相同数据组合(除QHIIQ_\text{HII}约束与恒星形成率密度外)约束暗物质湮灭。我们得到在68%置信水平下τ=0.05590.0076+0.0069\tau=0.0559^{+0.0069}_{-0.0076},且ϵ0fd\epsilon_0 f_d的上限在95%置信水平下为2.8468×10242.8468\times 10^{-24}。这表明不同再电离模型对约束暗物质衰变或湮灭参数影响甚微($\lesssim 2.5\%)。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.05509,
  title  = {Does the Reionization Model Influence the Constraints on Dark Matter Decay or Annihilation?},
  author = {Lu Chen and Ke Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.05509},
  year   = {2021}
}

备注

8 pages, 2 figures