近未来MeV望远镜可发现小行星质量原初黑洞暗物质
宇宙学与河外天体物理
2021-07-16 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
摘要
原初黑洞(PBHs)由早期宇宙中大密度涨落形成，在宽泛的质量范围内是可行的暗物质(DM)候选者。质量约为 g的超轻小行星质量PBHs尤为有趣，因为当前观测允许它们构成全部的DM密度。该质量范围内的PBHs通过霍金辐射发射 MeV光子，可被伽马射线望远镜(如即将发射的AMEGO)直接探测。本工作中，我们预测具有AMEGO灵敏度的仪器在边缘化银河系与河外伽马射线背景后，通过搜寻蒸发特征来探测或排除PBHs作为DM候选者的能力。我们发现，对于单色质量分布，具有AMEGO灵敏度的仪器可在95%置信水平(C.L.)排除质量高达 g的非旋转PBHs作为唯一DM成分，比当前界限提高近一个数量级。对于具有自转或服从扩展质量分布的PBHs，预测约束更为严格。
引用
@article{arxiv.2102.06714,
title = {Near future MeV telescopes can discover asteroid-mass primordial black hole dark matter},
author = {Anupam Ray and Ranjan Laha and Julian B. Muñoz and Regina Caputo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.06714},
year = {2021}
}
备注
v2: 10 pages, 5 figures. Results Unchanged. Matches version published in Physical Review D