红巨星支恒星核心作为宏观暗物质探测器

我们表明，宏观暗物质(DM)对红巨星支(RGB)恒星简并氦核的撞击可通过 DM-重子弹性散射点燃氦聚变。氦燃烧的开始导致光度特征性下降与温度上升，标志着向水平支恒星的转变。我们表明此类撞击可改变球状星团(GCs)的 RGB 光度函数，尤其聚焦于 GC M15。利用恒星模拟代码 MESA 构建的 M15 恒星模型，我们计算了零假设与信号假设下的预期 DM 点燃事件率及理论 RGB 光度函数。在假设 M15 中 DM 源自背景银河系晕的前提下，我们约束了质量 $10^{17}\ {\rm g} \lesssim m_{\chi} \lesssim 10^{20}\ \rm{g}$、几何截面 $10^2\ {\rm cm}^2 \lesssim \sigma_{\chi n} \lesssim 10^{7}\ \rm{ cm}^2$ 的 DM。我们还基于 M15 形成于至今存活的 DM 子晕的假设给出了更严格的约束。