半人马座欧米伽中湮灭暗物质的辉光
高能天体物理现象
2019-07-22 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
暗物质(DM)是宇宙中最丰富的物质,但迄今仅通过其引力效应被探测到。若干理论表明,成对的DM粒子可湮灭为伽马射线波段的闪光。虽然在预期DM聚集的环境(如银河系中心)已观测到伽马射线发射,但其他高能源会产生污染性的天体物理伽马射线背景,从而使DM探测变得困难。原则上,银河系周围的矮星系是更好的观测地点——它们含有更大比例的DM且无天体物理伽马射线背景——但它们距离过远,以致未能观测到伽马射线。一系列观测证据表明,半人马座欧米伽(ω Cen或NGC 5139,通常归类为银河系最大的球状星团)实为一个被俘获并剥离的矮星系的核心。重要的是,ω Cen比已知矮星系近十倍。本文我们表明,ω Cen不仅含有密度与致密矮星系一样高的DM,而且还发射出能量谱与质量31±4 GeV(68%置信限)的DM粒子湮灭预期相符的伽马射线。尽管进行了深入的多波段搜寻,仍未发现可另作解释ω Cen伽马射线发射的天体物理源。我们预期我们的结果将成为对ω Cen更深入射电观测的起点。若多波段搜寻持续未发现天体物理解释,这一 pristine、邻近的DM团块将成为通过引力以外作用力研究DM相互作用的最佳地点。
引用
@article{arxiv.1907.08564,
title = {The glow of annihilating dark matter in Omega Centauri},
author = {Anthony M. Brown and Richard Massey and Thomas Lacroix and Louis E. Strigari and Azadeh Fattahi and Céline Bœhm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.08564},
year = {2019}
}
备注
Submitted to journal, 13 pages, 7 figures, 2 tables