利用 ATCA 对本星系群矮椭球星系进行射电巡天 (III)：对粒子暗物质的限制
宇宙学与河外天体物理
2014-10-13 v3 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
我们对本星系群中的六个矮椭球 (dSph) 星系进行了深度搜寻，以探测由弱相互作用大质量粒子 (WIMPs) 湮灭或衰变引起的射电同步辐射。观测使用澳大利亚望远镜紧凑阵列 (ATCA) 在 16 cm 波长下进行，每个视场的均方根灵敏度优于 0.05 mJy/beam。在这项工作中，我们首先讨论了与预期信号建模相关的不确定性，例如暗物质 (DM) 轮廓的形状和 dSph 的磁学性质。随后，我们研究了在 dSph 光学中心附近探测到的点源是否可能源于尖峰状 DM 轮廓的辐射。未探测到覆盖数角分尺度（即 DM 晕尺度）的延展辐射证据。我们针对不同湮灭/衰变末态及不同天体物理假设，给出了 WIMP 参数空间的相关限制。如果 dSph 中的电子和正电子被约束使得其大部分能量在 dSph 区域内辐射，那么我们获得的 WIMP 湮灭率限制远低于质量高达数 TeV 时的热产生值。另一方面，若对 dSph 磁学性质采取保守假设，这些限制可能会显著放宽。然而我们表明，在未来 10 年内，无论天体物理假设如何，通过利用 SKA 及其前身设备在 dSph 中搜寻射电信号，将有可能逐步覆盖 WIMPs 的完整参数空间。
引用
@article{arxiv.1407.4948,
title = {Local Group dSph radio survey with ATCA (III): Constraints on Particle Dark Matter},
author = {M. Regis and S. Colafrancesco and S. Profumo and W. J. G. de Blok and M. Massardi and L. Richter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.4948},
year = {2014}
}
备注
17 pages, 6 figure panels. Companion papers: arXiv:1407.5479 and arXiv:1407.5482. v3: minor revision, matches published version