来自暗物质湮灭的宇宙X射线与伽马射线背景

在多个波长处观测到的河外背景光（EBL）是探测暗物质本质的有力工具，因为它可能包含暗物质湮灭瞬间产生的伽马射线的重要贡献。此外，湮灭产生的电子和正电子将能量赋予 CMB 光子，从而使 EBL 中充满 X 射线和伽马射线。我们在此使用高分辨率的 Millennium-II 模拟，绘制了这两种贡献辐射的全天图。我们利用未知源对 EBL 贡献的上限，采用一种与模型无关的方法来约束暗物质的内禀性质，该方法可用作检验不同粒子物理模型（包括具有 Sommerfeld 增强的模型）的模板。这些上限基于跨越八个能量数量级的观测（从 CHANDRA 测量的软 X 射线到 Fermi 测量的伽马射线），以及对耀变体和星暴星系贡献的预期。作为示例，我们分析了一组基准 Sommerfeld 增强模型，这些模型给出了正确的暗物质丰度，满足 CMB 约束，并且在没有任何本地子晕贡献的情况下拟合了 PAMELA 和 Fermi 测量的宇宙线能谱。我们发现，除非未分辨子晕的贡献很小且湮灭信号主导 EBL，否则这些模型与 EBL 约束相冲突。我们得出结论，只要无碰撞冷暗物质范式是准确的，即使对未分辨子晕和天体物理背景的贡献作保守估计，EBL 对此类情景的探测灵敏度也至少与 CMB 相当。我们的结果不赞成仅基于平滑银河系晕中暗物质湮灭来解释 PAMELA 测量的正电子超。