致密星体中暗物质俘获的改进处理
高能物理 - 唯象学
2023-07-07 v1 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
致密恒星天体是检验暗物质（DM）性质的有前景的宇宙实验室。被这些恒星残骸强引力场俘获的 DM 在碰撞过程中将动能传递给恒星。这可产生多种效应，例如古老致密星体的异常加热。正确计算 DM 俘获率是从任何涉及恒星中 DM 吸积的情形推导 DM 相互作用界限的关键。我们改进了此前依赖近似的、针对白矮星（WDs）与中子星（NSs）的计算。我们考虑了恒星结构、引力聚焦、相对论运动学、泡利阻塞、真实形状因子以及强相互作用（NSs）。考虑 DM 通过散射 WDs 中的离子或简并电子而被俘获，我们表明 DM 富集环境中的古老 WDs 可探测难以触及的亚 GeV 质量区间，对 DM-核子与 DM-电子散射皆然。在 NSs 中，DM 可通过与强相互作用重子或相对论轻子的碰撞被俘获。我们预估了 NSs 对 DM-核子与 DM-轻子散射截面的灵敏度，其大大超过直接探测实验，尤其是对低质量 DM。
引用
@article{arxiv.2212.08478,
title = {Improved Treatment of Dark Matter Capture in Compact Stars},
author = {Sandra Robles},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.08478},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 2 figures. Submitted to SciPost Physics Proceedings: 14th International Conference on Identification of Dark Matter (IDM) 2022