孤子并合率与轴子暗物质衰变的增强
宇宙学与河外天体物理
2024-02-14 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
在由玻色场组成的暗物质（DM）晕的模拟中观测到孤子的形成。我们使用扩展的 Press-Schechter 形式体系计算孤子的质量函数，假设晕质量与孤子质量之间关系的各种形式。我们进一步提供了新的孤子主并合率的计算。由轴子 DM 组成的孤子在超过临界质量时不稳定，并根据耦合常数的值衰变为相对论性轴子或光子。我们利用计算得到的孤子主并合率来预测由于孤子不稳定性导致的增强 DM 衰变率。对于当前允许的某些轴子参数值，在 时孤子衰变为光子向星系际介质的能量注入与核心坍缩超新星的能量注入相当或更大。一篇 companion paper 探讨了这种能量注入的现象学。
引用
@article{arxiv.2301.09769,
title = {Soliton Merger Rates and Enhanced Axion Dark Matter Decay},
author = {Xiaolong Du and David J. E. Marsh and Miguel Escudero and Andrew Benson and Diego Blas and Charis Kaur Pooni and Malcolm Fairbairn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.09769},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 18 figures. Version 2: matches published version. Add an appendix discussing the timescale of axion star merging process due to dynamical friction