用 GeV 暗物质加热中子星
高能物理 - 唯象学
2020-07-28 v2 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
高能物理 - 实验
摘要
年老的中子星（NS）可能俘获晕暗物质（DM），并被沉积的动能加热，从而充当对广泛 DM 质量范围和多种 DM-夸克相互作用敏感的热 DM 探测器。近未来的红外望远镜将把 NS 温度测量到几千开尔文，并探测由 DM 俘获引起的 NS 加热。我们关注 GeV 质量的 Dirac 费米子 DM（超出当前 DM 直接探测实验的触及范围），其在 DM 俘获率可以饱和几何极限的情形中。具体而言，我们研究（1）一个援引中子暗衰变来解释中子寿命异常的模型，以及（2）一个通过矢量流门户与夸克耦合的 DM 框架。在中子暗衰变模型中，NS 可拥有大量 DM 种群，因此即使 DM-中子散射截面极小，DM 自相互作用也能使 DM 俘获率达到几何极限。我们发现，对于中子暗衰变模型，NS 加热比大型地下探测器的多π介子信号更灵敏，而对于夸克矢量门户模型则比亚 GeV 伽马射线信号更灵敏。
引用
@article{arxiv.2001.09140,
title = {Heating neutron stars with GeV dark matter},
author = {Wai-Yee Keung and Danny Marfatia and Po-Yan Tseng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.09140},
year = {2020}
}
备注
25 pages, 12 figures. Version to appear in JHEP