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使用 Fermi-LAT 4FGL-DR4 目录重新搜索暗物质亚halo

高能天体物理现象 2024-12-30 v1

摘要

数值模拟暗示,包围星系的暗物质halo 包含大量小亚halo,可能被 Fermi-LAT 检测到。本文利用最新的 Fermi-LAT 4FGL-DR4 目录重新搜索gamma射线亚halo 候选源。通过对目录中非关联点源的光谱数据采用非分箱最大似然方法进行拟合。我们在拟合中考虑两种模型:一种是目录提供的经验函数,另一种是其中暗物质粒子在相邻亚halo 中湮灭产生gamma射线及其他标准模型粒子的 DM 模型。根据拟合结果,我们识别出 32 个候选源,其 DM 模型拟合的最大似然值超过经验函数拟合的最大似然值。这些候选源的估计 J 因子范围为 0.20.25.8×1020GeV2cm55.8 \times 10^{20}\,{\rm GeV^{2}\,cm^{-5}},暗物质粒子质量范围为 3030500GeV500\,{\rm GeV},其中 12 个落在 [30,80]GeV[30, 80]\,{\rm GeV} 范围内。候选源 4FGL J2124.2+1531 例外,其 J 因子为 4.52×1021GeV2cm54.52 \times 10^{21}\,{\rm GeV^{2}\,cm^{-5}},粒子质量为 3108.44GeV3108.44\,{\rm GeV}。值得注意的是,所识别的候选源与以往工作报告的候选源不重叠,我们讨论了此差异的可能原因。目前尚不能排除这些候选源是gamma射线脉冲星的可能性,需通过多波段观测进一步确认。

引用

@article{arxiv.2412.18736,
  title  = {Revisiting the search for dark matter subhalos using the Fermi-LAT 4FGL-DR4 catalog},
  author = {Ji-Gui Cheng and Le Zou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18736},
  year   = {2024}
}

备注

9 pages, 3 figures, 1 table, accepted for publication in PRD