基于流体动力学模拟的衰变暗物质信号研究
宇宙学与河外天体物理
2019-03-20 v1 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
暗物质粒子可能衰变并发射光子。借助 EAGLE 星系形成流体动力学模拟家族（包括 APOSTLE 与 C-EAGLE 模拟），我们评估了从银河系卫星星系到星系团等不同星系类别的衰变通量的系统不确定性与弥散，并将我们的结果与 3.55~keV 谱线的研究进行比较。我们证明此前该谱线的探测与未探测均与暗物质解释一致。例如，在我们的模拟中，Perseus 类星系团的暗物质衰变谱线宽度位于 1300-1700~\kms 范围内。因此，{\it Hitomi} 合作组在 Perseus 星系团中心未探测到 3.55~keV 谱线，与其他仪器的探测结果一致。我们还考虑了与恒星质量和晕质量的趋势，并评估了由各向异性晕质量分布及天体间差异引起的预期通量弥散。我们为 {\it XMM-Newton} 及计划中的 X 射线望远镜 {\it XRISM} 和 {\it ATHENA} 的观测提供了具体预测。如果未来对无法解释的 X 射线谱线的探测与我们的预测（包括谱线宽度）相符，我们将有强力证据表明已发现暗物质。
引用
@article{arxiv.1810.05168,
title = {The signal of decaying dark matter with hydrodynamical simulations},
author = {Mark R. Lovell and David Barnes and Yannick Bahé and Joop Schaye and Matthieu Schaller and Tom Theuns and Sownak Bose and Robert A. Crain and Claudio dalla Vecchia and Carlos S. Frenk and Wojciech Hellwing and Scott T. Kay and Aaron D. Ludlow and Richard G. Bower},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.05168},
year = {2019}
}
备注
20 pages, 16 Figures. Highlights: Figs 4, 13, 15. To be submitted to MNRAS, comments welcome. Contact: [email protected]