通过暗物质和毫秒脉冲星解释费米伽马射线雾
高能天体物理现象
2011-09-06 v3 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了银河系晕中费米伽马射线雾的可能天体物理和暗物质(DM)解释。作为各种DM模型的代表，我们考虑了DM粒子湮灭成W+W-、b-bbar和e+e-。在前两种情况下，DM湮灭产生的瞬发伽马射线发射在E > 10 GeV时显著甚至占主导，而湮灭产物产生的逆康普顿散射(ICS)则不显著。对于e+e-湮灭模式，我们需要一个约100的增强因子，以使ICS光子对伽马射线雾有显著贡献。高纬度地区高能粒子的可能天体物理来源包括Ia型超新星(SNe)和毫秒脉冲星(MSPs)。基于我们目前对Ia型超新星率的理解，它们对银河系晕中伽马射线通量的贡献不显著。由于银河系恒星晕中的MSP种群尚未得到很好的约束，如果银河系恒星晕中存在约20,000-60,000颗MSPs，那么MSPs可能是高纬度地区伽马射线的可行来源。在这种情况下，MSPs的脉冲伽马射线发射可以贡献几个GeV附近的伽马射线，而来自MSP电子和正电子的ICS光子可能在伽马射线雾的所有能量上都显著。讨论了这种MSP种群的合理性。与威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)微波雾的一致性要求，要么MSP自旋下降能量的显著部分转化为e+e-通量，要么DM主要湮灭成轻子且增强因子约为100。
引用
@article{arxiv.1002.0587,
title = {Fermi Gamma-ray Haze via Dark Matter and Millisecond Pulsars},
author = {Dmitry Malyshev and Ilias Cholis and Joseph D. Gelfand},
journal= {arXiv preprint arXiv:1002.0587},
year = {2011}
}
备注
18 pages, 1 table, 5 figures; v2: references and a few discussions added, v3: minor changes