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银心速度依赖型暗物质模型的 TeV 伽马射线灵敏度

高能天体物理现象 2023-10-25 v1 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

银河系中心因其邻近性以及预期的高暗物质(DM)浓度,是搜寻暗物质湮灭信号的理想地点。由重子收缩与反馈引起的银心(GC)暗物质粒子弥散速度的放大,使得天空这一特定区域成为探索速度依赖型暗物质模型更具前景的目标。本文表明,目前在该天空区域运行的最灵敏的 TeV 能标伽马射线望远镜 H.E.S.S. 对银心的观测,对质量高于 200 GeV 的速度依赖型湮灭暗物质粒子设定了最强约束。对于 p 波湮灭,在暗物质质量为 1 TeV 时,它们将当前约束提高了约 \sim4 倍。对于暗物质的空间分布,我们使用最新的 FIRE-2 银河系大小晕的宇宙学缩放模拟结果。此外,我们利用最新版本的 GALPROP 宇宙线传播框架来模拟银心的银河系弥漫伽马射线辐射。我们发现,质量约为 1.7 TeV 且湮灭至 W+W^+WW^- 道的 p 波(d 波)暗物质粒子,在 95\% 置信水平下展示出速度加权湮灭截面上限为 4.6×\times 1022^{-22} cm3^3s1^{-1}(9.2×\times1017^{-17} cm3^3s1^{- 1})。这约为 p 波(d 波)暗物质模型热遗迹截面的 460(2×\times 106^{6})倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.09691,
  title  = {TeV gamma-ray sensitivity to velocity-dependent dark matter models in the Galactic Center},
  author = {Alessandro Montanari and Oscar Macias and Emmanuel Moulin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.09691},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 9 figures, 1 table, 3 Appendices. Accepted for publication in Phys. Rev. D