河外搜寻暗物质湮灭

我们正处于天体物理与宇宙学数据驱动时代的黎明。大量正在进行和即将开展的实验，加上日益开放的数据获取方式，为破解宇宙一些最深的谜团提供了巨大潜力。其中之一便是理解暗物质(DM)的本质——粒子物理中主要的未解问题之一。通过天体物理信号来刻画 DM，将需要对其在天球上的分布有稳健理解，并运用新颖的统计方法。本论文第一部分描述了一种新颖统计技术的实现，该技术利用源自点源(PSs)的光子“成团性”来推导隐藏在天体物理数据集中的 PS 种群性质。其被应用于 Fermi 卫星高银纬（$|b| > 30$\deg）数据，以刻画河外起源 PSs 的贡献。我们发现大部分河外伽马射线发射可归因于未解析 PSs，其性质与活动星系核等已知源一致。这为显著的暗物质贡献留下了相当少的空间。本论文第二部分提出疑问：“在河外源中寻找湮灭暗物质的最佳方式是什么？”并尝试通过构建一个利用星系群星表稳健绘出银河系外暗物质分布的处理流程来回答。该框架随后被应用于 Fermi 数据与现有群星表，以在河外星系与星系团中寻找湮灭暗物质。