利用全天域费米伽马射线暴监测器数据改进对惰性中微子暗物质的限制
宇宙学与河外天体物理
2015-08-07 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
质量约为 keV 量级的惰性中微子是一个动机充分的暗物质候选者。其衰变会产生一条 X 射线谱线，为 X 射线望远镜提供了独特的观测目标。我们首次利用费米伽马射线空间望远镜上的伽马射线暴监测器（GBM）搜寻惰性中微子衰变谱线；我们的分析覆盖了 10-25 keV 的能量范围（对应惰性中微子质量 20-50 keV），这是 Chandra、Suzaku、XMM-Newton 和 INTEGRAL 等 X 射线及伽马射线卫星无法触及的波段。GBM 极宽的视场使得能够探测银河系暗物质晕的很大一部分。在实施严格的数据筛选后，我们获得了约 53 天的全天域观测数据。正如天体物理辐射所预期的那样，我们观测到朝向银河系中心的光子超出。我们在能谱中搜寻惰性中微子衰变谱线，未发现显著信号。据此，我们得到了惰性中微子混合角随质量变化的上限。在 25-40 keV 的惰性中微子质量范围内，我们将此前的上限改进了约一个数量级。更好地理解探测器及天体物理背景以及探测器响应，将进一步提高利用 GBM 进行搜寻的灵敏度。
引用
@article{arxiv.1504.04027,
title = {Improved Limits on Sterile Neutrino Dark Matter using Full-Sky Fermi Gamma-Ray Burst Monitor Data},
author = {Kenny C. Y. Ng and Shunsaku Horiuchi and Jennifer M. Gaskins and Miles Smith and Robert Preece},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.04027},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 11 figures, references added, discussion expanded, some typos fixed, matches the published version