NuSTAR 长曝光对银河系晕中衰变暗物质的约束

我们提出了两种互补的 NuSTAR X 射线搜索，用于寻找银河系晕中 keV 尺度暗 matter 衰变为单能光子的信号。第一种中，我们利用探测器平面上未聚焦杂散光的已知强度模式——来自弥漫源的主要光子来源——使用 ${\sim}$7 Ms/探测器深度的空白天空曝光，将天体物理发射与仪器内部本底分离。第二种中，我们给出了 NuSTAR 完整仪器本底的更新参数模型，使我们能够利用散布于天空中独立的 ${\sim}$20 Ms/探测器堆叠曝光的统计能力。两种方法均未发现异常 X 射线谱线的证据，我们对质量 6--40 keV 的惰性中微子的活性-惰性混合角 $\sin^2(2\theta)$ 设定了限制。第一个关键结果是，我们强烈排除 ${\sim}$7 keV 惰性中微子衰变为 3.5 keV 光子的可能性。第二个是我们推导出了对质量 ${\sim}$15--18 keV 与 ${\sim}$25--40 keV 惰性中微子的领先限制，达到或低于大爆炸核合成限制。结合先前结果，中微子最小标准模型 ($\nu$MSM) 的参数空间现已几乎被关闭。