宇宙射线对 p 波湮灭 MeV 暗物质的稳健约束
高能天体物理现象
2019-04-03 v2 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
我们最近提出了一种利用 Voyager 1 和 AMS-02 关于宇宙射线电子与正电子的数据来约束 s 波湮灭 MeV 暗物质的方法。Voyager 1 实际上提供了一种前所未有的探测手段，可在信号基本不受宇宙射线传播不确定性影响的能区将暗物质湮灭探至约 10 MeV。在本文中，我们首次利用宇宙射线数据推导出对 p 波湮灭直至 MeV 质量范围的新约束。为此，我们通过 Eddington 反演技术及其对各向异性系统的推广，推导出银河系中暗物质自洽的速度分布。作为输入，我们考虑了包含重子并受近期运动学数据约束的最先进银河系质量模型，它们允许核球型或尖峰型晕。随后我们计算了 p 波湮灭暗物质诱发的宇宙射线电子与正电子通量，并在 MeV 质量范围内获得非常严格的限制，稳健地排除了大于约 10^{-22} cm^3/s（含理论不确定性）的截面，比当前 CMB 约束优约 5 个数量级。该限制假设暗物质湮灭是宇宙射线的唯一来源，因此在纳入可靠的天体物理背景模型后还可更加严格。
引用
@article{arxiv.1810.01680,
title = {Robust cosmic-ray constraints on $p$-wave annihilating MeV dark matter},
author = {Mathieu Boudaud and Thomas Lacroix and Martin Stref and Julien Lavalle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.01680},
year = {2019}
}
备注
V1: 9 pages, 4 figures, submitted. V2: minor changes to match with the published version