基于运动学约束种群模型在伽马射线中搜寻暗物质子晕的统计量：类 Fermi-LAT 望远镜

冷暗物质子晕预计以大量数目分布于星系中。若暗物质自湮灭，这些天体便成为间接搜寻的优选目标，特别是借助伽马射线望远镜。顺便指出，Fermi-LAT 星表已包含许多可能与子晕相关的未证认源。本文中，我们依据预测的分布性质确定子晕被证认为伽马射线点源的概率。我们采用银河系子晕种群的半解析模型，与宇宙学模拟不同，该模型可完全与银河系当前运动学约束自洽，且无分辨率极限。模型纳入了来自银河系中真实重子分布的潮汐剥离效应。同一重子分布贡献了弥漫伽马射线前景，其与平滑暗物质及未分辨子晕产生的（常在子晕搜寻中被忽略的）前景相叠加。此构型意味着点样子晕信号与弥漫背景之间的关联。基于此半解析建模，我们生成假设类似 Fermi-LAT 的理想化望远镜的模拟伽马射线数据，并执行似然分析以估计在相关参数空间中对子晕的当前与未来灵敏度。我们发现对于乐观模型参数与 100~GeV 的 WIMP 质量，可探测子晕数目为 ${\cal O}(<1)$ 量级，且在核化宿主晕时最大化。这几乎不支持当前将若干 Fermi 未证认源解释为子晕的观点。我们还发现，若 GeV–TeV 质量范围的暗物质通过 $s$-波过程自湮灭，则先于子晕探测到银河系平滑晕本身的可能性更大。