星系子晕中暗物质的同步辐射：探究史密斯云
星系天体物理
2016-11-14 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
暗物质 (DM) 的 WIMP 范式的一个关键预测是，DM 粒子可以湮灭成带电粒子。这些湮灭过程将发生在例如星系子晕中，如矮星系，或者如最近指出的高速云，例如“史密斯云”。在本文中，我们关注发生在史密斯云中由 DM 湮灭成电子和正电子所产生的射电辐射。我们相当详细地讨论了这种辐射的唯象学。我们论证了传播中的不确定性可以用典型的扩散-损失长度参数 (Syrovatskii 变量) 来捕捉，但角度积分射电通量与传播无关。我们得出结论，如果史密斯云确实由 DM 主导，则来自 DM 湮灭的射电信号在其他信使中脱颖而出。此外，例如低频阵列 (LOFAR) 和下一代平方公里阵列 (SKA) 所观测到的低频段，是在史密斯云中搜寻 DM 的最佳频段。作为实际应用，我们利用来自星系的 22 MHz 和 1.4 GHz 连续谱射电辐射数据，对暗物质湮灭截面设置了保守约束。通过利用假定 DM 信号的轮廓和频率依赖性进行背景扣除，可以达到更强的约束。我们使用绿岸射电望远镜的亮度温度中值噪声和 LOFAR 灵敏度，设置了更强但初步的限值。
引用
@article{arxiv.1606.03515,
title = {Synchrotron Emission from Dark Matter in Galactic Subhalos. A Look into the Smith Cloud},
author = {Natacha Leite and Robin Reuben and Guenter Sigl and Michel H. G. Tytgat and Martin Vollmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.03515},
year = {2016}
}
备注
23 pages, 17 figures. Extended discussion on how the limits/forecasts are obtained. Matches published version