暗物质湮灭对宇宙再电离的影响

我们重新审视通过研究宇宙再电离时期来约束暗物质（DM）性质的可能性。先前的研究表明，DM湮灭不太可能提供电离宇宙的光子的很大一部分，而是扮演了相对于恒星和类星星体的次要角色。然而，DM随着$z\sim100-200$处原初微晕的形成而开始有效湮灭，这远早于第一批恒星的形成。因此，如果DM湮灭在$z \sim 20-100$区间以即使百分之一的水平电离了宇宙，它也会在全球光学深度$\tau$上留下显著印记。此外，我们表明宇宙微波背景（CMB）偏振数据和未来的21 cm测量将使我们能够更直接地探测DM对光学深度的贡献。为了计算整个再电离时期的湮灭率，我们采用了结构形成研究的最新结果，并探索了各种自由参数对我们结果的影响。我们表明，未来的测量可能使得能够对暗物质的湮灭截面放置约束，其水平与从矮星系观测、宇宙射线测量和复合研究获得的约束相当。