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暗物质审视下的费米气泡。第一部分:天体物理分析

高能物理 - 唯象学 2013-12-31 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

在伽马射线天区寻找暗物质信号是天体物理学中最引人入胜且令人兴奋的挑战之一。在本文中,我们利用费米大视场望远镜(Fermi Large Area Telescope)收集的伽马射线数据,对不同银纬处的\textit{费米气泡}能谱进行了分析。通过探索全天空分析的各种设置,我们在所有分析的银纬处均获得了稳定的结果。在高银纬 b=2050|b|=20^{\circ}-50^{\circ} 处,假设存在高能电子群,\textit{费米气泡}的能谱可由逆康普顿散射过程产生的伽马射线光子复现。在低银纬 b=1020|b|=10^{\circ}-20^{\circ} 处,Eγ14E_{\gamma}\sim 1-4 GeV 处出现的隆起揭示了一个与暗物质湮灭相容的额外成分的存在。我们的最佳拟合候选者对应于湮灭为 bbˉb\bar{b},其质量 MDM=61.84.9+6.9M_{\rm DM}= 61.8^{+6.9}_{-4.9} GeV,截面 <σv>=3.300.49+0.69×1026<\sigma v> = 3.30^{+0.69}_{-0.49}\times 10^{-26} cm3^{3}s1^{-1}。此外,利用\textit{费米气泡}的能谱,我们推导出了关于暗物质湮灭截面的新的保守但严格的上限。

关键词

引用

@article{arxiv.1307.6862,
  title  = {Fermi Bubbles under Dark Matter Scrutiny. Part I: Astrophysical Analysis},
  author = {Wei-Chih Huang and Alfredo Urbano and Wei Xue},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1307.6862},
  year   = {2013}
}

备注

23 pages + 2 appendices, 19 figures; v2: minor changes, various comments added in all the sections