关于星系团中暗物质湮灭或衰变引起的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应

我们重新审视了探测由暗物质(DM)湮灭或衰变引起的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇(SZ)效应的前景。我们表明，在关于暗物质性质的标准（甚至极端）假设下，由暗物质湮灭或衰变注入的相对论电子相关的光学深度，在平均到当前和未来实验的角分辨率上，远小于热电子相关的光学深度。例如，我们发现：对于一个位于50 Mpc、在10角秒角分辨率下观测的模板星系团，取$\mchi = 1$ GeV和密度轮廓$\rho\propto r^{-1}$，$\tau_{\rm DM} \sim 10^{-9}-10^{-5}$（取决于假设），而$\tau_{\rm th}\sim 10^{-3}-10^{-2}$。这一点，结合完整的光谱分析，使我们能够证明，对于具有一般性质的模板星系团，由暗物质湮灭或衰变引起的SZ效应远低于普朗克卫星的灵敏度。这与先前关于较重湮灭暗物质粒子的说法不同。如果暗物质由更轻的粒子组成，来自511 keV观测对湮灭截面或衰变速率的现有约束仍然阻止了可探测的SZ效应。最后，我们表明，空间扩散在电子分布中设定了一个几kpc的核心，即使对于非常尖峰的暗物质轮廓也是如此，因此提高仪器的角分辨率（例如使用ALMA）并不一定能提高探测潜力。我们提供了有用的解析公式，以暗物质质量、衰变速率或湮灭截面以及暗物质晕特征为参数，可以快速估计任何给定候选者和任何暗物质晕轮廓所诱导的SZ效应。