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基于近期 AMS-02 数据的银河系晕尺寸研究

高能天体物理现象 2020-07-16 v2

摘要

银河系的垂直扩散晕尺寸 LL 是暗物质间接搜寻的一个关键参数。借助近期 AMS-02 数据可更好地确定它。我们根据 Be/B 和 10^{10}Be/Be 数据对 LL 给出约束,并用正电子数据进行一致性检验。我们详述了 Be/B 和 10^{10}Be/Be 对 LL 的依赖性,并预测在哪些能量区间获取更优数据有助于未来改进 LL 的确定。我们使用 USINE v3.5 进行核素传播计算,并用 Boudaud 等人(2017)的 pinch 方法计算 e+e^+。当前 AMS-02 的 Be/B(精度约 3%)和 ACE-CRIS 的 10^{10}Be/Be(精度约 10%)数据对 LL 给出了相似且一致的约束。仅 AMS-02 的 Be/B 数据在 68% 置信水平下约束 L=52+3L=5^{+3}_{-2} kpc(涵盖不同基准传播构型),该范围下多数模型不会过量产生正电子。未来实验需要在 10 GV 以下任何位置将 10^{10}Be/9^9Be 的精度提升至百分量级以进一步约束 LL。即将公布的 AMS-02、HELIX 和 PAMELA 的 10^{10}Be/9^9Be 结果将进一步检验并可能收紧此处推导的限值。涉及具有不同寿命的放射性核素的元素比值(如 Al/Mg 和 Cl/Ar)也有望提供互补且更稳健的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.00441,
  title  = {Galactic halo size in the light of recent AMS-02 data},
  author = {N. Weinrich and M. Boudaud and L. Derome and Y. Génolini and J. Lavalle and D. Maurin and P. Salati and P. Serpico and G. Weymann-Despres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00441},
  year   = {2020}
}

备注

15 pages, 10 figures, 6 tables. Additional references and few clarifications (matches A&A accepted version)