Solar Reflected Dark Matter under the Influence of a Dark Magnetic Field
Tsinghua University（清华大学）
研究暗物质在太阳热等离子体中散射加速产生的太阳反射暗物质通量，基于矢量门户模型，探讨暗光子介导的相互作用及太阳等离子体产生的暗磁场对其的影响，发现强暗磁力会抑制反射通量，修正探测灵敏度。
2026-07-13 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Determination of sub-resolution structure of jet by solar magnetoseismology
在171 A、193 A和211 A以及部分在304 A中的UV/EUV太阳喷流中观察到薄的暗丝。暗线似乎起源于色球层，但其温度似乎不在太阳动力学天文台（SDO）上的大气成像组件（AIA）的通带范围内。因此，我们实施太阳磁震学来估计暗线的等离子体参数。一个快速传播的扭结（横向）波被观察到沿暗线程。沿着暗线的轴线放置多个狭缝，可以在约7000公里的范围内跟踪波。估计了波的相速度和振幅，并利用磁震学理论确定了等离子体参数。我们能够估计等离子体的温度，密度梯度，磁场梯度和亚分辨率膨胀的暗线程。暗线是冷的，T~ 3 × 10^4 $，具有很强的密度和磁场梯度。通量管沿其长度的膨胀为~300- 400 km。
2011-09-22 astro-ph.SR
Effect of electromagnetic dipole dark matter on energy transport in the solar interior
近年来，一套经修订的太阳丰度导致日震学和理论太阳模型之间的声速剖面存在差异。传统的解决方案需要额外的机制来实现太阳内部的能量传输。文森特等人最近提出，具有动量或速度依赖的截面的暗物质可以提供一种解决方案。在这项工作中，我们考虑了三个模型的暗物质与这样的截面和它们对恒星结构的影响。特别是，这三个模型结合了暗物质粒子通过电磁偶极矩相互作用：电偶极子，磁偶极子或anapole。每个模型都在\texttt{DarkStec}恒星演化程序中实现，该程序包含太阳内部暗物质捕获和热传输的影响。我们表明，暗物质的一个$\sim1\mathrm{GeV}^{-2}$或磁偶极矩的$\sim10^{-3}μ_p$的顶点可以改善声速剖面，小的频率分离和对流区半径相对于标准太阳模型。然而，所需的偶极矩强烈排除直接检测实验。
2017-02-28 astro-ph.SR hep-ph
Speeding Up Dark Matter With Solar Neutrinos
我们提出了一种新的机制，利用太阳中微子加速暗物质，灵感来自中微子是最有活力的粒子从太阳与一个很好的理解的光谱。在中微子门户暗扇区模型中，我们表明，暗物质与亚GeV的质量可以加速的$pp$中微子的速度远高于$10^{-3}c$，并能够沉积足够大的能量在直接检测实验。这种机制的一个关键成分是存在于自然界中的稳定的暗物质束缚态的解离。由此产生的暗物质速度分布在形状上与太阳中微子光谱非常相似。作为应用，我们通过重新解释最近的PICO实验结果，导出了光暗物质相互作用的一个超前极限。
2021-11-24 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Solar radio emissions and ultralight dark matter
本文回顾了利用射电探测器在日冕和太阳风等离子体中搜寻超轻暗物质（如轴子和暗光子）共振转换为单色电磁波的研究进展。
2023-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar constraints on captured electrophilic dark matter
通过与太阳内部的电子相互作用捕获的暗物质可能会通过长寿命介质湮灭，产生可观测的伽马射线信号。我们利用费米大面积望远镜和高海拔水切伦科夫天文台的太阳伽玛射线通量测量把界限上的暗物质电子散射截面。我们发现，我们的限制是四到六个数量级强于现有的限制暗物质质量范围之间的GeV到PeV规模。
2022-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Radio-frequency Dark Photon Dark Matter across the Sun
暗光子作为超轻暗物质的候选者，可以通过动力学混合与标准模型粒子相互作用。我们建议利用射电望远镜和太阳观测来寻找超轻暗光子暗物质。暗光子暗物质可以在太阳大气层的最外层区域，即日冕中有效地转换成光子，在那里光子的等离子体质量接近暗光子静止质量。由于强烈的共振转换，并受益于太阳和地球之间的短距离，射电望远镜可以在$4 \times 10^{-8} - 4\times 10^{-6} \, \rm{eV}$的质量范围内领先暗光子搜索灵敏度，对应于频率$10 - 1000 \, {\rm MHz}$。作为一个有希望的例子，运行中的射电望远镜LOFAR可以在1（100）小时的太阳观测内达到动力学混合$ε\sim 10^{-13}$（$10^{-14}$）。未来的实验SKA第1阶段可以通过$1$小时太阳观测达到$ε\sim 10^{-16} - 10^{-14}$。
2021-04-20 astro-ph.SR hep-ph
Solar Reflection of Inelastic Dark Matter
Tsinghua University（清华大学）
本文研究太阳反射的inelastic暗物质，通过太阳内部高能电子激发暗物质粒子，产生高速尾部，增强直接探测实验信号。通过蒙特卡洛模拟生成暗物质粒子的速度和能量分布，计算现有氙和半导体实验的事件率和能量沉积，为MeV尺度的inelastic暗物质参数空间提供新约束。
2026-04-23 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
A Solar Investigation of Multicomponent Dark Matter
本文研究多种热WIMP候选者在太阳内的捕获与湮灭，通过修正DM数量丰度的时间演化，揭示湮灭通量受截面、内部转换及遗迹丰度贡献的显著影响。
2023-04-24 astro-ph.SR hep-ph
Dark Solar Wind
我们研究了太阳光暗区粒子的发射，这些粒子的自相互作用足够强，可以自热化。由此产生的外流表现得像一种流体，在太阳系中在其自身的热压力下加速到高度相对论的整体速度。与普通的非相互作用情形相比，局部流出具有至少$\sim 10^3$更高的数密度和相应地至少$\sim 10^3$更低的每个粒子的平均能量。我们展示了这种普遍的现象是如何出现在一个黑暗的部门组成的毫荷电粒子强烈的自相互作用，通过一个暗光子。在这个模型中出现的毫荷电等离子体风具有新颖但预测的特征，鼓励新的实验方向。这一现象表明，离最简单的模型仅一小步，就能导致截然不同的结果，从而激发了对暗扇区粒子的更广泛的研究。
2022-05-23 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
The Sun's Dark Core: Helioseismic and neutrino flux constraints on a compact solar center
本研究探讨了宏观暗物质在太阳核心聚集对太阳结构的影响，通过校准包含致密暗核心的标准太阳演化模型，发现日震观测比中微子通量提供更强约束，并指出未来太阳g模测量可进一步限制暗核心质量。
2025-05-02 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Dark jets in solar coronal holes
2011年2月8日至10日，Hinode航天器上的EUV成像光谱仪连续监测了44小时以上的扩展太阳日冕洞，发现了一个新的太阳特征，称为暗喷流。从日冕Fe XII $λ$ 195.12发射线（形成于1.5 MK）获得的视线速度图显示了许多大规模的喷流状结构，这些结构显示出明显的蓝移。这些结构在太阳动力学天文台上的大气成像组件的193 A滤波器图像中有微弱或没有强度信号，这表明这些喷流对成像仪器基本上是不可见的。暗喷流植根于明亮的点，并发生在冕洞和安静的太阳冕洞边界。它们呈现出各种各样的形状，从狭窄的圆柱到扇形结构，有时可以看到多个射流靠近在一起。对一个暗喷流的详细研究表明，沿喷流轴的视线速度从52 km/s增加到107 km/s $^{-1}$，温度为1.2-1.3 MK。射流的低强度是由于2%的小填充因子或帘状形态。从HOP 177样本中，暗喷流与常规冕洞喷流一样常见，但它们的低强度表明质量通量低两个数量级。
2015-01-12 astro-ph.SR
Solar Gamma Ray Constraints on Dark Matter Annihilation to Secluded Mediators
我们认为间接检测的暗物质是在太阳中捕获，随后湮灭的长寿暗介质。如果这些介质在衰变之前逃离太阳，它们可以通过介质直接衰变为光子或通过介质衰变产物的韧致辐射和强子化产生引人注目的伽马射线信号。使用最近的测量从HAWC天文台，我们确定模型独立的限制重暗物质的数量级更强大的比直接检测实验，自旋相关和自旋无关的散射。我们还考虑了一个很好的动机模型，其中费米暗物质湮灭暗光子。对于这样一个现实的情况下，太阳伽马射线约束的强度降低，相比理想的情况下，因为暗物质捕获截面和介质寿命相关。尽管如此，太阳伽马射线的约束使我们能够排除以前不受约束的暗光子参数空间的区域。
2021-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Linking solar bosonic dark matter halos and active neutrinos
本研究探讨了活性中微子与环绕太阳的超轻玻色子暗物质晕的相互作用，发现基于现有太阳中微子通量数据，新模型未超越常规中微子味振荡模型，并指出下一代探测器有望验证该暗物质晕的存在。
2023-10-21 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Oort Cloud Bombardment by Dark Matter
Swinburne University（斯威本科技大学）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
研究通过模拟暗物质对奥尔特云的撞击，探讨了暗物质中原始黑洞可能对彗星形成和频率的影响。
2026-04-06 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar Reflection of Dark Matter
本文通过太阳内部暗物质-电子散射模拟，研究轻媒介子诱导的暗物质太阳反射通量，并指出 XENON1T 等氙基实验可对数 MeV 以下暗物质给出最强直接限制。
2023-09-26 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Solar Spin-Dependent Dark Matter-Neutron Cross Section Constraints: The Lost Case
Stockholm University and The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（斯德哥尔摩大学与奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙研究所）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）
该研究首次计算太阳中自旋依赖的暗物质-中子散射的捕获与蒸发率，将预测的湮灭信号与观测对比，发现太阳对多个湮灭通道的约束超直接探测极限，还可延伸至中微子雾区以下。
2026-09-02 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Solar Extreme UV radiation and quark nugget dark matter model
我们主张这样一种观点，即来自太阳的极紫外（EUV）辐射和软X射线的惊人发射是由入射的暗物质（DM）粒子提供外部动力的。在夸克块金暗物质模型中估计了这一意想不到的太阳辐射的能量和光谱形状。这个模型最初是作为一个自然的解释，观察到的比例$Ω_{\rm dark} \sim Ω_{\rm visible}$时，DM和可见物质密度假设相同的数量级值。这个模型的一般结果是两种类型的物质的共同起源的结果，这两种物质在相同的QCD跃迁过程中形成，并且都与相同的基本维度参数$Λ_{\rm QCD}$成比例。我们还提出的论点表明，在太阳的瞬态增亮样的“纳米耀斑”可能与湮灭事件，不可避免地发生在太阳大气中的这种暗物质的情况。
2017-10-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
CNO Solar Neutrinos in Next-Generation Dark Matter Experiments
我们研究了在未来的直接暗物质探测实验中测量太阳中微子通量的低能成分的前景。我们表明，$^{136}$的损耗相对于其自然丰度的100倍，并扩展到电子反冲能量的$\sim$兆电子伏，未来的氙实验与曝光$\sim 200$吨-年可以检测到太阳中微子通量的CNO组件在$\sim 3 σ$的意义。CNO探测将为太阳内部的金属丰度提供重要的见解。精确测量低能太阳中微子，包括$pp$、$^7$ Be和$pep$组分，将进一步改善对太阳“中微子光度”的限制，从而对替代能源生产提供限制。我们发现，测量$L_ν/L_{\odot}$的百分之一的顺序是可能的，与上述曝光，改善目前的界限从太阳中微子数据的全球分析约7倍。
2019-02-16 astro-ph.SR hep-ph physics.ins-det
Prospects on the Detection of Solar Dark Photons by the International Axion Observatory
本文研究仅通过动力学混合与普通物质耦合的暗光子模型，计算太阳暗光子到达地球的通量，从太阳暗光子来源分析和IAXO充气阶段可探参数空间预测两方面拓展理论，为国际轴子天文台探测太阳暗光子提供前景分析。
2024-07-11 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Investigating `dark' energy in the solar corona using forward modeling of MHD waves
现在已经很好地确定了阿尔夫维尼克波在日冕中是普遍存在的。然而，在日冕中多普勒速度测量估计的Alfvénic波能量被发现是四个数量级小于估计的非热线宽。McIntosh & De Pontieu（2012）认为，这种能量差异可能是由于几种振荡结构的视线（LOS）叠加造成的，这可能导致阿尔夫维尼克波振幅和能量被低估。McIntosh & De Pontieu（2012）将这种日冕能量称为“暗”或“隐藏”能量。然而，他们的模拟需要使用一个额外的、未知的阿尔夫维尼克波能量源，以提供与日冕非热谱线宽度测量的一致性。在这项研究中，我们调查的要求，这个未知的额外的“暗”能源在日冕中使用重力分层的三维磁流体动力学（MHD）模拟传播波。我们激发横向MHD波，并产生合成观测的Fe XIII发射线。我们建立了LOS叠加大大降低了多普勒速度幅度，增加了非热线宽。重要的是，我们的模型产生的多普勒速度和非热线宽之间观察到的楔形相关性。我们发现，观测到的波能仅为真实波能的0.2- 1%，解释了2-3个数量级的能量差异。我们最终确定，真正的波能量隐藏在非热线宽。因此，我们的研究结果排除了太阳日冕中额外的“暗”能量的要求。
2019-06-26 astro-ph.SR
First Solar Orbiter observation of a dark halo in the solar atmosphere
本研究首次利用太阳轨道器高分辨率观测数据揭示暗晕的精细结构，发现其由亮EUV束与暗区连续交织并从活动区径向延伸，且与光球磁场足点相关，表明暗晕可能起源于低层大气。
2024-08-30 astro-ph.SR
Solar Neutrinos as a Probe of Dark Matter-Neutrino Interactions
eV尺度的惰性中微子长期以来一直在短基线中微子实验的异常背景下进行研究。只要无菌中微子区具有奇异相互作用的非平凡动力学，它们的宇宙学就可以与我们对早期宇宙的理解相兼容，这可能为暗物质（DM）之谜提供了一个联系。DM和中微子之间的相互作用也被提出来解决大尺度结构形成领域中长期存在的“丢失卫星”问题。出于这些考虑，在本文中，我们讨论了现实的情况下，光灭菌耦合DM。我们指出，在这个框架内，主动中微子获得有效的耦合DM表现为一个新的物质潜力的传播介质内的不对称DM。假设至少有一小部分的非对称DM已被太阳捕获，我们表明，这些方案的参数空间的一个相当大的区域可以探测太阳中微子实验，特别是在小耦合和光介质的制度，所有其他探头变得低效。在后一种情况下，这些方案在所有通道中的行为与熟悉的$3+1$模型相同，但太阳数据除外，其中发生了太阳暗MSW效应。太阳暗MSW的特点是最具活力的$^8$ B和CNO中微子的修改，而其他通量基本上不受影响。
2017-06-23 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Updated constraints on velocity and momentum-dependent asymmetric dark matter
我们提出了更新的暗物质模型与动量相关或速度相关的相互作用与原子核的基础上，直接检测和太阳物理的约束。我们改进了我们以前的治疗能量传输在太阳内部的暗物质散射，导致显着的变化，适合许多观测。基于太阳物理学单独，DM与自旋无关的$q^{4}$耦合提供了最佳的数据拟合，和一个统计上令人满意的解决方案的太阳丰度问题。然而，一旦考虑到直接探测极限，最好的解决方案是自旋相关的$v^2$散射，其参考截面为10 $^{-35}$ cm $^2$（参考速度为$v_0=220$ km s $^{-1}$），暗物质质量约为5 GeV。
2016-10-24 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Solar constraints on asymmetric dark matter
宇宙中的暗物质很可能是物质和反物质的混合物，也许可以与测量到的重子和反重子的不对称混合物相媲美。在宇宙的早期阶段，暗物质粒子的产生过程类似于重子生成，暗物质的冻结取决于暗物质的不对称性和湮灭截面（s波和p波湮灭通道）。在这些η参数化的非对称暗物质模型（η-ADM）中，暗物质粒子的湮灭截面接近于弱相互作用截面，η-暗物质的非对称性值接近于重子非对称性η_B。此外，我们假设，暗物质散射的重子，即自旋无关的散射截面，是相同的数量级的几个理论粒子物理模型所建议的值的范围，用于解释目前的无法解释的事件中报道的DAMA/LIBRA，CoGeNT和CRESST实验。在这里，我们通过研究这种类型的暗物质对太阳演化的影响，即太阳中微子通量和日震学来约束η-ADM模型。我们发现，质量小于15 GeV的暗物质粒子，与自旋无关的皮巴量级的重子散射截面，以及在10^{-12}-10 ^{-10}范围内的η-暗物质不对称性，将引起太阳中微子通量的变化，这与目前的中微子通量测量结果不一致。这种模型的一个自然结果是抑制湮灭，从而减少了间接和直接暗物质探测实验之间的紧张关系，但该模型也允许大大增强湮灭截面。我们讨论的所有宇宙学η-非对称暗物质方案都与当前WMAP的测量值相一致。
2012-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
In Situ Measurements of Dark Photon Dark Matter Using Parker Solar Probe: Going beyond the Radio Window
该研究利用 Parker Solar Probe 在日冕内的原位电场测量，探测 10 kHz–20 MHz 频段的暗光子暗物质共振转化信号，并对动力学混合参数给出超越现有宇宙微波背景限制的最新约束。
2025-07-28 astro-ph.CO astro-ph.IM astro-ph.SR
Solar neutrino physics: Sensitivity to light dark matter particles
中微子产生于质子-质子链和碳-氮-氧循环的几个中微子核反应中，这些反应发生在太阳核心的不同半径处。因此，对太阳中微子通量的测量可以精确地确定当地的温度。非湮灭的轻暗物质粒子（质量在5 GeV到16 GeV之间）在太阳中的积累会导致太阳局部结构的变化，即中心温度下降百分之几。这种变化取决于暗物质粒子的性质，例如粒子的质量及其在重子核上的自旋无关散射截面，特别是与氦、氧和氮等重元素的散射。这种温度效应可以在几乎所有的太阳中微子通量中测量到。特别是，通过比较恒星模型产生的中微子通量与当前的观测，即8B中微子通量，我们发现，质量小于10 GeV的非湮灭暗物质粒子与大于3 x 10^{-37} cm^-2的重子核的散射截面与自旋无关，它们产生的8 B中微子通量的变化与当前的测量结果相矛盾。
2013-09-29 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Dark Matter Capture in Celestial Objects: Treatment Across Kinematic and Interaction Regimes
本文针对不同质量和相互作用强度的暗物质，提出统一处理天体捕获速率的方法，并发布开源软件包Asteria，支持Python和Mathematica版本。
2023-09-01 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
The Sun: Light Dark Matter and Sterile Neutrinos
下一代实验允许测试中微子味振荡模型的可能性，以非常高的精度。在这里，我们探索了当前宇宙中的暗物质是由两种粒子组成的可能性，一种是无菌中微子，另一种是非常轻的暗物质粒子。利用3+1中微子味振荡模型，我们研究了这种类型的暗物质如何影响太阳中微子的通量、光谱和电子中微子的存活几率。目前的太阳中微子测量使我们能够定义一个上限的质量比的轻暗物质粒子$m_ϕ$和费米常数$G_ϕ$，这样$G_ϕ/m_ϕ$必须小于$10^{30}\; G_{\rm F}\; eV^{-1}$是符合当前的太阳中微子数据从Borexino，萨德伯里中微子天文台，和超级神冈探测器。此外，对于费米常数非常小的模型，时间变化的幅度必须低于$3\%$，才能与当前的太阳中微子数据相一致。我们还发现，像达尔文这样的太阳中微子探测器，能够以高精度测量低能量范围内的中微子通量，将为这类模型提供额外的约束，补充从当前太阳中微子探测器获得的约束。
2021-01-01 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Solar Corona Heating by the Axion Quark Nugget Dark Matter
在这项工作中，我们提倡这样一种观点，即两个看似无关的80年之久的谜团--暗物质的性质和百万度日冕的高温--可能在同一个物理框架内有解决方案。目前的范例是日冕被纳米耀斑加热，纳米耀斑最初被认为是观测到的太阳耀斑的微型版本。最近有人提出，纳米耀斑可以被确定为从轴子夸克块金（AQN）暗物质模型的块金湮灭事件。这个模型是为了解释观测到的比率$Ω_{\rm dark} \sim Ω_{\rm visible}$而发明的，仅仅基于宇宙学和粒子物理学的考虑。在这个新的范例中，AQN粒子穿过日冕等离子体并与正常物质湮灭，可以导致太阳过渡区（TR）的温度急剧变化，并显着有助于极紫外线（EUV）过量的$10^{27}~{\rm erg~s^{-1}}$。为了测试这个建议，我们进行数值模拟与现实建模AQN粒子分布，并探讨如何与日冕等离子体的金块相互作用。值得注意的是，我们的模拟预测了日冕的正确能量收支，并表明能量注入主要发生在2000公里左右的高度，这是TR所在的地方。因此，我们认为这些长期未解之谜可能是同一枚硬币的两面。我们根据这个建议做出了几个预测，其中一些可以通过最近发射的NASA任务帕克太阳探测器进行测试。
2018-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar Neutrino Constraints on Inelastic Dark Matter Scattering in Light of Recent LUX-ZEPLIN Observations
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
利用IceCube太阳高能中微子数据约束LZ事件偏好的非弹性暗物质模型，确认并推广了Pospelov & Ramani的结果。
2026-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Solar Flares and the Axion Quark Nugget Dark Matter Model
我们主张帕克很久以前为解决日冕加热问题而制造的纳米耀斑，也可能引发更大的太阳耀斑。这些论点是基于这样一个模型：太阳的极紫外线（EUV）辐射和软X射线的发射是由入射的暗物质粒子在轴子夸克块（AQN）暗物质模型中提供外部动力的。与太阳能材料的AQN的相应的湮灭事件被确定与nanoflars。这个模型最初是作为一个自然的解释，观察到的比例$Ω_{\rm dark} \sim Ω_{\rm visible}$时，DM和可见物质密度假设相同的数量级值。该模型给出了一个非常合理的EUV辐射强度，而无需调整模型中的任何参数。当同样的块金进入高磁场区域时，它们作为触发器点燃了磁场重联，最终可能导致更大的耀斑。从技术上讲，磁重联是由于冲击波而点燃的，当暗物质块以比声速$c_s$高得多的速度$v_{\rm AQN}\sim ~600~ {\rm km/s}$进入太阳大气层时，冲击波不可避免地产生，使得马赫数$M=v_{\rm AQN}/c_s\gg 1$。这些冲击波产生非常强和非常短的脉冲，用磁场重联区域附近的压力$Δp/p\sim M^2$和温度$ΔT/T\sim M^2$表示。该机制与观测到的耀斑分布$dN\sim W^{-α}dW$作为耀斑能量$W$的函数的比例是一致的。我们还推测，同样的金块可能会引发与大型耀斑相关的日震。
2018-08-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
