利用 SKA 探测暗物质的本质
高能天体物理现象
2015-02-13 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
暗物质（DM）是宇宙和结构形成的基本组成部分，但其本质对天体物理探测而言仍然难以捉摸。通过研究 WIMP（中性微子）DM（宇宙学相关暗物质的主要候选者）的湮灭/衰变的天体物理信号，可以获得关于其本质和物理性质的信息。在各种电磁信号中，中性微子湮灭产生的次级电子在星系团和星系的磁化大气中产生同步辐射，可观测为以暗物质晕为中心的弥漫射电辐射（晕或晕状结构）。利用 SKA 在本地矮星系、恒星形成率低的星系区域和星系团（如偏移的暗物质-重子分布，例如子弹星系团）中进行深空暗物质射电辐射搜寻，可以非常有效地约束中性微子质量、组成和湮灭截面。对于矮星系（如 Draco），利用 SKA1-MID 获得的暗物质湮灭截面约束将至少比 Fermi-LAT 在 γ 射线中获得的限制严格约 10^3 倍。这些约束随磁场强度而变化，SKA 将有能力同时确定暗物质主导结构中的磁场和暗物质粒子性质。探测暗物质诱导射电辐射的最佳频率范围约为 1 GHz，其中 SKA1-MID Band 1 和 4 对于探测低频（对暗物质组成敏感）和高频（对暗物质质量敏感）处的同步辐射谱曲率很重要。
引用
@article{arxiv.1502.03738,
title = {Probing the nature of Dark Matter with the SKA},
author = {Sergio Colafrancesco and Marco Regis and Paolo Marchegiani and Geoff Beck and Rainer Beck and Hannes Zechlin and Andrei Lobanov and Dieter Horns},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.03738},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 5 figures, to appear as part of 'Cosmic Magnetism' in proceedings of 'Advancing Astrophysics with the Square Kilometre Array' PoS(AASKA14)100