来自棕矮星的伽马射线通量上限:对湮灭为长寿命媒介子的暗物质的启示
高能天体物理现象
2024-07-23 v3 宇宙学与河外天体物理
地球与行星天体物理
太阳与恒星天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
棕矮星(BDs)是连接质量最小的主序恒星与巨型气态行星的天体。在本文第一部分,我们在13年的Fermi-LAT数据中,对九个邻近BDs方向上的伽马射线信号进行了与模型无关的搜寻。我们未发现显著的伽马射线超出,因此采用分箱似然方法给出了伽马射线通量的95%置信度上限。在论文第二部分,我们在一个针对BDs中伽马射线产生的外机制框架下解释这些界限:若宇宙的暗物质(DM)由与标准模型具有不可忽略耦合的粒子构成,BDs可通过散射高效地累积它们。DM粒子最终热化,并可湮灭为轻的、长寿命的媒介子,后者随后在BD外部衰变为光子。在此框架内,当前Fermi-LAT对所选BDs伽马射线通量的堆叠上限,尚无法对DM-核子截面给出约束。要将散射截面 cm(针对质量低于10 GeV的DM)给出界限,伽马射线极限需提升约9倍。这一提升将覆盖媒介子衰变长度与DM质量参数空间中更大的部分。用于复现本研究结果的代码与数据可在GitLab获取:https://gitlab.in2p3.fr/francesca.calore/brown-dwarfs-gamma。
引用
@article{arxiv.2211.08067,
title = {Gamma-ray flux limits from brown dwarfs: Implications for dark matter annihilating into long-lived mediators},
author = {Pooja Bhattacharjee and Francesca Calore and Pasquale Dario Serpico},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.08067},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 5 figures. An erratum has been added