中子星中暗物质的热化与湮灭

暗物质的捕获及其随后的湮灭可以加热年老、孤立的中子星。为了实现动力学加热，被捕获的暗物质必须经历充分的散射以将其动能沉积在星体中。我们发现，对于大部分相关参数空间，这种能量沉积通常发生得很快。为了实现可观的湮灭加热，暗物质还必须在星体中达到捕获-湮灭平衡状态。我们证明，对于所有类型的暗物质-重子相互作用，这都可以实现。这包括在非相对论极限下散射或湮灭截面受到动量或速度抑制的情况。重要的是，我们发现捕获-湮灭平衡，从而最大的湮灭加热，可以在不发生被捕获暗物质完全热化的情况下实现。对于饱和捕获率的散射截面，我们发现矢量相互作用通常在不到 $1$ 年的时间尺度上达到捕获-湮灭平衡，而标量相互作用则需要 $10^4$ 年。