通过氢大气脉动白矮星探测暗物质-电子相互作用

在这项工作中，我们提出了一种利用球状星团中的氢大气脉动白矮星 来探测暗物质 (DM) 粒子与电子之间相互作用的新场景。在这种特殊构型中，主要由与 DAV 内电子的多次散射所捕获的 DM 粒子将成对湮灭，并为 DAV 提供额外能量源。这一机制减缓了自然的冷却演化过程，这可以通过脉动模式的周期变化率来呈现。精确星震学预测的长期变化率与从观测中获得的长期变化率之间的差异，可以揭示 DM-电子相互作用。我们提出了一个重要的可观测量并进行了相应的估算。根据估算，如果这一场景能在不久的将来得以实现，对 $m_{\chi}$（DM 粒子的质量）和 $\sigma_{\chi,e}$（DM 与电子之间的弹性散射截面）的潜在灵敏度有望扩展至 $5 \mathrm{GeV} \lesssim m_{\chi} \lesssim 10^{4} \mathrm{GeV}$ 和 $\sigma_{\chi,e} \gtrsim 10^{-40} \mathrm{cm}^{2}$ 的区域。结合间接 DM 探测结果，这可以在一定程度上让我们对这类亲轻子 DM 粒子的存在进行交叉验证。