借助 XRISM 探索衰变暗物质与淡 X 射线源的发现潜力
高能天体物理现象
2024-12-06 v2 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
由粒子衰变产生的天体辐射线可提供独特的暗物质本质见解。本文利用包含背景与前景建模的专门模拟，系统阐明了近期发射的 XRISM 太空望远镜搭载强大的 X 射线光谱能力，特别适用于探测质量范围为几到几十 keV 范围内的衰变型暗物质，如中性质子和轴类粒子。我们分析并绘制 XRISM 的暗物质发现潜力参数空间，通过考虑银河系暗物质星际 halo 以及建立最优视线搜索，同时在矮星系中寻找信号，其中 Segue 1 被确定为极具前景的目标天体。我们展示，仅需 100 ks 的曝光时间，XRISM/Resolve 仪器便具备探测几 keV 附近未充分探索的暗物质参数窗口的能力，可比现有 Segue 1 限制提高了两个数量级的灵敏度。此外，我们证明 XRISM/Xtend 仪器的灵敏度能够发现淡 astrophysical X 射线源的本质，尤其是在 Segue 1 附近，这些发现有望为星际形成历史提供线索。我们讨论了在未来实验中利用改进探测器能量分辨率进行衰变暗物质搜索的意义。
引用
@article{arxiv.2407.18189,
title = {Unlocking Discovery Potential for Decaying Dark Matter and Faint X-ray Sources with XRISM},
author = {Yu Zhou and Volodymyr Takhistov and Kazuhisa Mitsuda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.18189},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 9 figures