物理暗物质分布下银河系中心湮灭产生的伽马射线
高能天体物理现象
2015-05-14 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们讨论了银河系中心暗物质 (DM) 湮灭预期产生的伽马射线信号。为了描述银河系晕中的 DM 分布，我们基于自引力、各向异性平衡态的 Jeans 方程。在求解 Jeans 方程时，我们采用了由 DM “熵” K= \sigma_r^2/\rho^{2/3} ~ r^\alpha（其中 \alpha ~ 1.25-1.3）的幂律行为所表达的密度 \rho(r) 与速度弥散 \sigma^2_r(r) 之间的特定关联。这一关联（除其他外）得到了近期若干 N 体模拟的指示，且受到 Jeans 方程中径向压力项形式的青睐，并给出了与 DM 晕经典自相似演化相一致的主体轮廓。此外，我们要求 Jeans 解在中心（有限压力，平滑引力势）和外围（有限总质量）均满足正规边界条件。利用这些基础模块，我们推导出了物理解，称为“α-轮廓”。我们发现适用于银河系晕的 \alpha=1.25 的解，在中心处本质上比经验 NFW 公式更平坦，但比经验 Einasto 轮廓更陡峭。因此，在 10^{-1} 度的尺度上，其产生的湮灭通量比前者低 5 倍，但比后者高 10 倍；此类通量最终将落入 Fermi 卫星的探测范围。我们展示了 α-轮廓在缓解与宏观 DM 分布相关的天体物理不确定性方面的有效性，并讨论了其作为工具在解释即将到来的伽马射线数据以推断 DM 湮灭时的预期性能。
引用
@article{arxiv.0912.1766,
title = {Gamma Rays from Annihilations at the Galactic Center in a Physical Dark Matter Distribution},
author = {A. Lapi and A. Paggi and A. Cavaliere and A. Lionetto and A. Morselli and V. Vitale},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.1766},
year = {2015}
}
备注
7 pages, 2 figures, uses aa.cls. Accepted by A&A