Two Emission Mechanisms in the Fermi Bubbles: A Possible Signal of Annihilating Dark Matter
本文研究了费米泡光谱随银河系纬度的变化。在远离银道面（|b| > 30度）的地方，观测到的伽马射线辐射几乎不随纬度变化，这与具有近似幂律谱的宇宙射线电子对星际辐射场的逆康普顿散射相一致。同样的电子在微高斯级磁场的存在下也可以产生所观察到的微波“雾”。相比之下，在较低纬度（b < 20度），与气泡相关的发射光谱具有明显的光谱特征，峰值为1-4 GeV（单位：E^2 dN/dE），这无法由任何真实的电子光谱产生。相反，我们的结论是，第二（非逆康普顿）的排放机制必须负责大部分的低能量，低纬度的排放。这第二个分量在光谱上与之前报道的银河系中心（GC）的过量GeV辐射相似，并且在空间上也与单位体积的光度近似为r^-2.4（其中r是到GC的距离）相一致。我们认为，可见的光谱特征，在低纬度泡沫是扩展对应的GC过剩，现在检测到至少2-3千秒差距的GC。信号的光谱和角分布与~10 GeV暗物质粒子湮灭为轻子或~50 GeV暗物质粒子湮灭为夸克的预测一致，遵循与典型Navarro-Frenk-White（NFW）轮廓相似的分布。我们还认为毫秒射电星是对信号的一种可能的天体物理学解释，因为观测到的毫秒射电星在大约所需的能量处具有光谱截止。任何这样的情况都需要大量的未解决的毫秒级卫星，从GC延伸至少2-3 kpc。
2013-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Diffuse gamma-ray background and cosmic-ray positrons from annihilating dark matter
我们研究了湮灭暗物质对银河系外弥漫伽马射线背景谱的贡献，其动机是最近观测到的宇宙射线正电子/电子异常。观测到的弥散伽马射线通量对暗物质模型提供了严格的约束，我们给出了暗物质湮灭截面的上界。结果表明，对于有核暗物质晕轮廓的情况，弥散γ射线比来自银河系中心的γ射线给出更严格的束缚。费米卫星将使束缚更强。
2009-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Annihilating Dark Matter Search with 12 Years of Fermi LAT Data in Nearby Galaxy Clusters
星系团是宇宙中最大的维里化物体，因此，具有高暗物质（DM）浓度。这种丰富的暗物质使它们成为间接DM搜索的有希望的目标。在这里，我们报告的细节搜索，利用近12年的费米/LAT数据，从对湮灭的WIMP暗物质在GeV的能量带的伽马射线签名。由此，我们提出了湮灭截面的BB-酒吧，W+W-和伽马-伽马通道，来自附近的五个高银河系纬度星系团（半人马座，后发座，室女座，英仙座和天炉座）的特征信号的非检测的约束。我们讨论了潜在的提升信号由于所选对象的DM晕中的子结构的存在，以及DM配置文件的不确定性对所呈现的结果的影响。我们断言，所获得的限制，在一个小的因素，可比的最佳可用的限制的基础上费米/LAT观测矮球状星系。
2021-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Dark Matter Interpretation of the Fermi-LAT Observation Toward the Galactic Center
银河系的中心被预测为自湮灭暗物质粒子产生的伽马射线最亮的区域。在费米大天区望远镜收集的伽马射线数据中，已经观察到银河系中心的过量辐射超过了标准天体物理过程的预测。它可以用NFW暗物质密度分布的平方来描述。尽管对这种过剩的其他解释似乎是合理的，但它来自于湮灭暗物质的可能性是有效的。本文在有效场论的框架下，将超辐射描述为湮灭的暗物质。我们认为，湮灭过程是介导的赝标量或矢量相互作用的可能性，并限制这些相互作用的耦合强度，通过拟合费米大面积望远镜数据的能量1-100 GeV的15 × 15度区域的银河系中心使用自洽导出的星际发射模型和点源列表的区域。这种过剩持续存在，其光谱特征有利于质量在50 ~ 190（10 ~ 90）GeV之间、湮灭截面在1 E-26 ~ 4 E-25（6 E-27 ~ 2 E-25）cm ^3/s之间的暗物质粒子产生赝标量（矢量）相互作用。我们将这些间隔映射到相应的WIMP-中子散射截面，发现允许的范围远低于当前和预计的直接检测约束的赝标量相互作用，但通常排除矢量相互作用。
2016-12-17 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Detecting Gamma Rays from Annihilating Dark Matter in Dwarf Galaxies in the Era of DES and LSST
对暗物质湮灭截面的最严格的限制来自费米伽马射线太空望远镜对矮星系的观测。作为电流（例如，暗能量巡天（DES）和未来的大型综合巡天望远镜（LSST）光学成像巡天发现了更多的银河系超暗卫星星系，它们可能会增加费米对暗物质湮灭的敏感性。在这项研究中，我们使用银河系的卫星人口的半分析模型来预测可能被DES和LSST发现的矮星的特征，并预测这些发现将如何影响费米对暗物质的敏感性。虽然我们发现可能会有适度的改进，但DES和LSST发现的矮星系不太可能将费米的灵敏度提高2-4倍以上。然而，这种前景可能是保守的，因为我们的模型低估了斯隆数字巡天中实际发现的具有巨大潜在湮灭信号的超微弱星系的数量。我们基于模拟的方法专注于银河系卫星人口统计，补充了现有的基于几何的估计。
2015-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining annihilating dark matter by x-ray data
在过去的十年中，伽马射线观测和射电观测对暗物质湮灭的参数提出了很强的限制。在这篇文章中，我们提出了另一种鲁棒的方法来约束暗物质湮灭的参数。我们预计，暗物质湮灭产生的电子和正电子将与宇宙微波背景光子散射，并将光子能量提高到$\sim$ keV量级。基于天龙座矮星系的X射线数据，对某些湮灭通道的新约束一般比费米大面积望远镜（Fermi-LAT）对银河系矮球状卫星星系6年γ射线观测得到的约束更严格。在经典热遗迹截面下，暗物质通过$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^+τ^-$、$gg$、$u\bar{u}$和$b\bar{b}$通道质量湮灭的下限分别为40 GeV、28 GeV、30 GeV、57 GeV、58 GeV和66 GeV.该方法特别适用于通过$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$gg$、$u\bar{u}$和$b\bar{b}$通道来约束暗物质湮灭。
2017-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Strong CMB Constraint On P-Wave Annihilating Dark Matter
我们考虑一个黑暗的部门组成的暗物质，这是一个狄拉克费米子和标量介体。这种模式在过去已经被广泛研究。如果标量以宇称守恒的方式耦合到暗物质，那么暗物质湮灭到两个介质中是由P波通道主导的，因此在非常低的动量下被抑制。由于这种抑制，通常认为该模型中不存在来自宇宙微波背景各向异性的间接探测约束。在这封信中，我们表明，暗物质湮灭到束缚态发生通过S波，因此有一个约束的参数空间的模型从宇宙微波背景。
2016-06-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Isotropic diffuse and extragalactic $γ$-ray background: emission from extragalactic sources vs dark matter annihilating particles
各向同性扩散$γ$射线背景（IGRB）已被各种实验探测到，最近费米-LAT合作组精确地测量了它在宽能量范围内的光谱。IGRB的起源仍然不清楚，我们在本文中展示了由于新的Fermi-LAT目录，已经完成的重大改进，以解决这个谜。我们证明了IGRB的$γ$射线强度和光谱与河外点源（即活动星系核和恒星形成星系）的未分辨辐射完全一致。我们还表明，IGRB可以用来推导$γ$射线发射的扩散过程，如湮灭的暗物质（DM）粒子的严重限制。我们的方法是能够提供较低的界限的热湮灭截面的DM质量范围很广。
2016-01-17 astro-ph.HE
Ruling out $\sim 100-300$ GeV thermal relic annihilating dark matter by radio observation of the Andromeda galaxy
在过去的几年里，一些研究声称，湮灭质量为$\sim 10-100$ GeV的暗物质可以解释银河系中GeV的伽马射线过剩。然而，最近的费米-LAT和射电观测数据的分析排除了热遗迹湮灭暗物质的质量$m \le 100$ GeV的一些流行的湮灭通道的可能性。利用仙女座星系新观测到的射电数据，我们排除了$\sim 100-300$ GeV热遗迹湮灭暗物质的存在。湮灭暗物质质量的下限提高到大于330 GeV的最保守的情况下，这是几倍大于目前的最佳约束。此外，这些限制强烈不利于通过热冻结机制产生的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的基准模型。
2019-01-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark Matter Annihilation in The Galactic Center As Seen by the Fermi Gamma Ray Space Telescope
我们分析了前两年的数据从费米伽马射线太空望远镜的方向内10度围绕银河系中心的意图约束，或找到证据，消灭暗物质。我们发现，从银河系中心1.25度和10度之间的发射的形态和光谱很好地描述了宇宙射线与气体碰撞产生的衰变π介子的过程，以及宇宙射线电子在内部星系的盘和凸起中的逆康普顿散射，以及来自该地区已知点源的伽马射线。相比之下，在银河系中心约1.25度（约175秒差距）范围内观测到的光谱和发射形态与这些过程的预期不同。相反，我们发现了一个额外的伽马射线辐射的组成部分，是高度集中在银河系中心。观测到的这一成分的形态与湮灭暗物质的预测一致，具有尖点（可能是收缩的）晕分布（密度与r^{-gamma}成正比，gamma=1.18 ~ 1.33）。观测到的这一成分的光谱峰值在1-4 GeV（以E^2为单位）之间，可以很好地用一个7-10 GeV的暗物质粒子来拟合，该粒子主要湮灭为τ轻子，其截面在4.6 x 10^-27 ~ 5.3 x 10^-26 cm ^3/s的范围内，这取决于暗物质分布是如何归一化的。我们还讨论了这种排放的其他来源，包括它的大部分来自银河系的超大质量黑洞的可能性。
2011-02-07 astro-ph.HE hep-ph
Revisiting the constraints on annihilating dark matter by radio observational data of M31
最近的伽马射线观测和射电观测对暗物质湮灭的参数提出了很强的限制。本文利用M31星系的最新射电数据，导出了六个标准模型湮灭通道的新约束条件。新的约束一般是严格的约束，从6年的费米大面积望远镜的银河系矮球状卫星星系的伽玛射线观测。在经典热遗迹截面和暗物质密度剖面为Burkert剖面的情况下，通过$b\bar{b}$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$通道的暗物质质量湮灭的保守下限分别为90 GeV、90 GeV和80 GeV.因此，我们的研究结果并不支持银河系GeV伽马射线过剩的暗物质解释的最流行的模型。
2016-06-28 astro-ph.HE
The Contribution Of Inverse Compton Scattering To The Diffuse Extragalactic Gamma-Ray Background From Annihilating Dark Matter
除了伽马射线外，暗物质湮灭的产物还包括高能电子，这些高能电子与宇宙微波背景发生逆康普顿散射，产生弥漫的银河系外伽马射线和X射线背景。在暗物质粒子主要湮灭为电子或μ子的模型中，EGRET和COMPTEL的测量可以对湮灭截面提供重要的约束。费米伽马射线太空望远镜可能会对这种情况进行更严格的测试。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
p-wave Annihilating Dark Matter from a Decaying Predecessor and the Galactic Center Excess
暗物质（DM）湮灭已被广泛研究，作为费米/LAT所看到的银河系中心多余伽马射线的可能解释。然而，大多数这样的模型与矮椭球体的约束相冲突。出于这种紧张局势，我们表明，p-波湮灭暗物质可以很容易地容纳这两套观测由于较低的DM速度色散矮星系。因此，解释DM遗迹的丰度是一个挑战。我们概述了一种情况下，通常的热丰度是通过s-波湮灭的亚稳粒子，最终衰减到p-波湮灭DM的本时代。衰变粒子的耦合和寿命受到大爆炸核合成、宇宙微波背景和直接探测的限制，但参数空间的重要区域是可行的。足够大的p波截面可以通过湮灭到光介质中来发现，这也引起索末菲增强。对这种情况的预测是星系团中的湮灭增强。
2016-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the morphology of $γ-$ray emission induced by $e^{\pm}$ from annihilating self-interacting dark matter
利用费米-LAT数据，相当多的研究小组报告了银河系中心（GC）周围空间扩展的GeV $γ$射线过剩。这种GeV过量的物理起源仍然不清楚，一个有趣的可能性是自相互作用暗物质（SIDM）粒子与星际光子湮灭产生的电子/正电子的逆康普顿散射。在这项工作中，我们计算这样一种$γ$射线发射的形态。对于$\barχχ\rightarrow ϕϕ\rightarrow e^{+}e^{-}e^{+}e^{-}$的湮灭通道，逆康普顿散射（ICS）在产生GeV $γ$射线发射上占主导地位。对于静止质量为$m_χ\sim $几十GeV的SIDM粒子，可能有利于银河系GeV过剩的建模，在GeV能量的ICS辐射集中沿银河系平面。在某些感兴趣的区域发现了高达$\geq 0.3$的不对称度，这反过来又提出了一个合理的测试SIDM解释的GeV过剩。
2016-05-26 astro-ph.HE hep-ph
Evaluating the Gamma-Ray Evidence for Self-Annihilating Dark Matter from the Virgo Cluster
Han等人基于室女星系团三年的费米大面积望远镜（LAT）γ射线数据，报道了b b-bar通道中与暗物质对湮灭有关的扩展发射的证据。经过深入的空间和时间分析，我们认为，从室女星系团的伽玛射线过剩的初步证据主要是由于人口的出现以前未解决的伽玛射线点源在感兴趣的区域。这些点源不是LAT第二源目录（2FGL）的一部分，但当包含三年或更长时间的LAT数据时，发现它们高于标准检测显著性阈值。
2012-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining dark matter signal from a combined analysis of Milky Way satellites using the Fermi-LAT
费米LAT合作最近提出了对伽马射线信号的限制，从湮灭暗物质使用一些矮球状星系的单独分析。由于预期的湮灭信号具有相同的物理特性，而不管目标（除了归一化尺度），它是可能的，以提高约束力使用组合分析，其初步结果将在这里提出。
2011-02-28 astro-ph.HE hep-ph
Confronting Galactic and Extragalactic $γ$-ray observed by Fermi-LAT with Annihilating Dark Matter in Inert Higgs Doublet Model
在这项深入的研究中，我们专注于间接检测暗物质（DM）通过对抗的原因不明的银河系和河外$γ$ -射线签名的低质量DM模型。为此，我们考虑了一个简单的希格斯门DM模型，即惰性希格斯双重模型（IHDM），其中标准模型扩展了额外的复杂SU（2）$_L$双重标量。该模型中DM候选的稳定性，即，额外双重线的最轻中性标量分量通过施加离散的$\mathbb{Z}_2$对称性来确保。简化的$χ^2$分析与理论，实验和观测的约束表明，DM质量在这个模型中的最佳拟合值是$\sim$ 63.5 GeV。根据最佳拟合的IHDM参数，分析了银河系中心GeV $γ$射线过剩异常。我们进一步检查的最佳拟合IHDM参数的一致性与费米-LAT获得的限制光子通量的18个银河系矮球状卫星星系（dSphs）已知主要由DM。此外，由于DM湮灭的$γ$射线信号被假定为嵌入在河外$γ$射线背景（EGB）中，IHDM框架中的最佳拟合参数点的光子通量的理论计算进行了比较与费米-LAT结果扩散和各向同性EGB为不同的河外和天体物理背景parametrisations。我们表明，低质量DM在IHDM框架可以令人满意地面对所有观测到的连续$γ$射线通量起源于银河系以及河外源。在这项工作中进行的广泛的分析是有效的任何希格斯门模型与DM质量在球场上，在这项工作中考虑。
2015-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A possible radio signal of annihilating dark matter in the Abell 4038 cluster
在过去的十年中，一些望远镜（如费米-LAT，AMS和DAMPE）被发射，以探测我们银河系中湮灭暗物质的信号。虽然一些过量的伽马射线、反质子和电子/正电子被报道并声称是暗物质信号，但银河系暗物质贡献的不确定性仍然太大，无法证实这些说法。在这封信中，我们报告了一个可能的无线电信号湮灭暗物质表现在档案无线电连续光谱数据的阿贝尔4038集群。通过假设热湮灭截面和比较暗物质湮灭模型与零假设（宇宙射线发射没有暗物质湮灭），我们得到了非常大的测试统计值TS $>45$四个流行的湮灭通道，这对应于多个$6.5 σ$统计偏好。这为湮灭暗物质的存在提供了非常有力的证据。特别是，我们的结果也支持最近的索赔暗物质质量$m \approx 30-50$ GeV湮灭通过$b\bar{b}$夸克通道与热湮灭截面。
2020-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Dark matter subhalos as Fermi gamma-ray sources and first candidates in the 1FGL catalog
根据等级结构的形成预测，银河系类型的星系中可能存在大量质量在10^{10}到10^{-6}太阳质量之间甚至更小的暗物质暗晕。在自湮灭的暗物质场景中，这些物体可能在伽马射线波段中作为微弱和不变的源可见，而没有天体物理学对应物。根据现实的subhalo模型和当前的观测约束的自湮灭暗物质，我们预测，大约一个大规模的银河subhalo可能已经被发现在11个月的目录中的费米-LAT数据（1FGL）。应用于1FGL的选择切割揭示了12个可能的候选者，并对最有希望的对象1FGL J0030.7+0724进行了深入研究。在Swift XRT的一次专门的X射线跟踪观测中，发现了七个点状X射线源。在从24个月的费米-LAT数据得出的位置不确定性内，我们认为未识别的射电源NVSS J 003119 +072456与发现的Swift源之一相吻合，作为1FGL J0030.7+0724的最有希望的对应候选者。宽波段的光谱能量分布是一致的高能量峰值blazar。然而，费米源的通量和范围也可能与暗物质次晕相容。区分这两种情况需要进一步的多波长观测。本文讨论了与自湮灭DM晕相关的伽马射线源的识别策略。
2011-10-31 astro-ph.HE
Searching for Smoking Gun Signatures of Decaying Dark Matter
区分衰减和湮灭暗物质（DM）的方法仍然是基本上不可用的。在这篇文章中，我们研究了一类新的隐藏扇区衰减DM模型的潜在天体物理特征，它可以解决最近的宇宙线测量。这种模型可以产生初级光子和/或中微子在大的速率，与轻子生产。光子和中微子的光谱将包含TeV尺度的尖锐特征。我们展示了FERMI，HESS，AGIS和IceCube/DeepCore即将和未来测量的发现潜力。我们表明，这些模型可能会在不久的将来被发现。具体来说，通过FERMI对漫射伽马射线的测量可以检测到硬光子特征的开始。我们认为，这些硬光谱可以产生的衰减暗物质，并符合目前的限制，但很难调和的模型湮灭DM。因此，与目前的宇宙射线测量相关的硬光谱特征的测量将强烈地有利于衰变DM模型。最后，我们评论的初步结果，从内星系提出的费米合作。
2009-08-11 astro-ph.HE hep-ph
Exclusion of canonical WIMPs by the joint analysis of Milky Way dwarfs with Fermi
矮球状星系被认为是探测湮灭的暗物质的最佳目标。我们提出了新的限制的湮灭截面的弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的基础上联合分析的7个银河系矮星使用频率论奈曼建设和通行证7数据从费米伽马射线太空望远镜。我们排除通用的WIMP候选人湮灭到b-bbar的质量小于40 GeV，重现所观察到的遗迹丰度。为了使矮星系内暗物质分布的系统误差在95%以内，质量下限可以低至19 GeV或高至240 GeV。对于湮灭到τ + τ-这些限制分别为19 GeV，13 GeV和80 GeV。
2011-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Harnessing the Population Statistics of Subhalos to Search for Annihilating Dark Matter
银河系的暗物质晕被认为是许多低质量的次晕的宿主，没有可探测到的相关恒星成分。这样的暗晕是看不见的，除非它们的暗物质湮灭成可见的状态，比如光子。确定候选暗晕的方法之一是寻找具有与暗物质预期一致的特性的单个非关联伽马射线源。然而，强有力地排除任何这样的候选人的天体物理起源是具有挑战性的。在这项工作中，我们提出了一个互补的方法，利用信息的整个人口的subhalos-如他们在银河系的空间和质量分布-寻找一个信号的湮灭暗物质。使用模拟数据，我们表明，从subhalos的集体发射可以印自己在一个独特的方式对所观察到的光子的统计，即使个别subhalos可能太暗，以解决自己。此外，我们证明，对于我们考虑的模型，即使在面对银河系外和银河系起源的未解决的天体物理点源发射信号也可以识别。这建立了一个新的搜索技术的subhalos是补充既定的方法，并可能有重要的分支伽马射线暗物质搜索使用的天文台，如费米大面积望远镜和切伦科夫望远镜阵列。
2020-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Overcoming Gamma Ray Constraints with Annihilating Dark Matter in Milky Way Subhalos
我们重新考虑索末菲增强的暗物质（DM）湮灭为轻子，以解释PAMELA和费米电子和正电子的观测，根据可能的新的影响，从子结构。在获得足够大的轻子信号的同时，又考虑到对相关伽马射线通量的约束，这两者之间存在着很强的张力。我们首先表明，当考虑背景e^+ e^-的贡献时，这些约束比以前的研究明显更加严格，以至于甚至排除了核心DM密度分布。然后，我们将展示如何DM内subhalos湮灭可以绕过这些限制。具体来说，如果观测到的轻子过剩大部分来自于附近（1千秒差距以内）沿着银河系中心视线的次晕中的湮灭，那么轻子和伽马射线观测都是可能的。我们证明了这可以在一类简单的粒子物理模型中实现，其中DM通过一个隐藏的亲轻子U（1）矢量玻色子湮灭，明确计算索末菲增强因子。伽马射线对主晕湮灭的约束（以及解耦时代的CMB约束）要求DM的湮灭分量是次占优的，在总DM密度的10^-2量级。
2010-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter subhaloes as gamma-ray sources and candidates in the first Fermi-LAT catalogue
Lambda CDM宇宙中等级结构形成的标准范式预测了暗物质晕的存在，这些暗物质由银河系大小的星系托管。预计的次晕质量范围从10^{10}到10^{-3}和10^{-11}太阳质量之间的截止质量。如果暗物质是由重的自湮灭或衰变粒子组成的，那么这些暗晕就可以在伽马射线波段中作为微弱的、时间恒定的源而被观察到，而没有天体物理学上的对应物。基于现实的次晕模型和当前对湮灭暗物质的观测限制，我们预测在费米-LAT的11个月星表中可能已经存在一个质量在10^6到10^8太阳质量之间的巨大银河系次晕。事实上，在第一个费米目录中至少有12个物体有资格成为候选者。最有希望的对象，1FGL J0030.7+0724，详细研究使用专用的斯威夫特X射线跟踪观测和24个月的费米-LAT数据的精确位置分析。通过新的观测，已经发现了七个点状X射线源，其中SWIFT J003119.8+072454与一个微弱的射电源（1.4 GHz时为12 mJy）重合，作为1FGL J0030.7+0724的对应候选者。宽波段的光谱能量分布是一致的高能量峰值blazar。然而，1FGL J0030.7+0724的通量和范围也可能与暗物质次晕相一致。对1FGL J0030.7+0724的时间变异性的检测或改进的天体测量是排除或确认天体物理起源的必要条件。我们讨论的战略，以确定与自我湮灭的暗物质subhaloes伽马射线源。
2012-06-22 astro-ph.HE
Constraints on leptonically annihilating Dark Matter from reionization and extragalactic gamma background
PAMELA、Fermi和HESS实验（PFH）已经显示出宇宙正电子和电子通量的异常过剩。一个非常令人兴奋的可能性是，这些过剩是由于湮灭暗物质（DM）。本文利用河外弥散γ射线背景的观测资料和末次散射面的光学厚度测量值，计算了轻子湮灭DM的约束条件，并与m_{DM} - <σ_AV>平面上PFH有利区的约束条件进行了比较。使用PYTHIA蒙特卡罗工具指定了能量输入的详细形式后，我们求解了辐射转移方程，这使我们能够确定宇宙介质吸收的能量以及剩余的漫伽玛背景能量。我们发现，对于τ^{-}+τ^{+}湮灭通道，来自光学深度测量的约束能够完全排除PFH有利区，而对于μ^{-}+μ^{+}湮灭通道，则几乎完全排除PFH有利区。事实证明，这些约束是相当强大的，几乎不依赖于低红移集群提升。来自伽马射线背景的约束对假设的晕浓度模型敏感，并且对于幂律模型，排除了PFH对所有轻子湮灭通道有利的区域。我们还发现，有可能有模型，完全符合宇宙在低红移。然而，这些模型在z > ~100处产生太大的自由电子分数，并且与光学深度测量相冲突。此外，在这些情况下的湮没截面的大小是大于PFH数据所建议的。
2009-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Tentative observation of a gamma-ray line at the Fermi LAT
使用费米大天区望远镜43个月的公共伽马射线数据，我们发现在接近银河系中心的区域，能量为130 GeV，超过4.6 sigma，这与暗物质湮灭的伽马射线线并不矛盾。当考虑到别处效应时，观察到的签名的显著性为3.2西格玛。如果按照暗物质粒子湮灭为光子对的观点来解释，观测结果表明部分湮灭截面约为10^-27 cm ^3 s ^-1，暗物质质量约为130 GeV。我们回顾了统计分析的各个方面，并对可能的工具适应症进行了评论。
2012-10-10 astro-ph.HE hep-ph
Pamela, FGST and Sub-Tev Dark Matter
PAMELA观察到宇宙射线正电子分数随能量迅速增加，这意味着高能电子-正电子对的主要来源存在。特别令人感兴趣的是，银河系晕中的暗物质湮灭可能提供了这种异常的反物质通量。然而，费米伽马射线太空望远镜最近对宇宙射线电子光谱的测量，可以用来限制任何这样的暗物质粒子的性质。特别是，有人认为，为了适应费米的观测，并提供PAMELA正电子过剩，湮灭暗物质粒子的质量必须达到~1 TeV或更重。在这篇文章中，我们重温费米的电子光谱测量的背景下，湮灭暗物质，集中在100-1000 GeV的范围内的质量，并考虑影响，如在天体物理背景的变化，从本地宇宙射线加速器的存在，有限的能量分辨率的费米伽马射线太空望远镜。当考虑到这些因素，我们发现，暗物质粒子轻至~300 GeV可以能够产生PAMELA观察到的正电子分数。
2009-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Robust implications on Dark Matter from the first FERMI sky gamma map
我们推导出强大的模型独立的边界DM湮灭和衰变的第一年费米伽玛射线观测的整个天空。这些界限仅对DM密度分布有轻微的依赖性，并允许对PAMELA和FERMI电子/正电子过量进行以下DM解释：初级通道mu+ mu-、mu+ mu-mu+mu-或e+ e-e + e-。消灭DM需要等温的密度分布。在所有这些情况下，费米伽马光谱必须包含一个显着的DM组件，可以在未来进行探测。
2010-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Characterization of the Gamma-Ray Signal from the Central Milky Way: A Compelling Case for Annihilating Dark Matter
过去的研究已经确定了从银河系中心周围区域的$\sim$ 1-3 GeV伽马射线的空间扩展过量，与预期的湮灭暗物质的发射一致。我们重新审视和仔细检查这个信号，目的是进一步限制其特征和起源。通过对\textit{Fermi}事件参数CTBCORE应用切割，我们抑制了点扩散函数的尾部，并生成高分辨率的伽马射线图，使我们能够更容易地分离各种伽马射线分量。在这些地图中，我们发现的GeV过剩是强大的，高度统计显着的，与光谱，角分布，和整体归一化，是在很好的协议，由简单的湮灭暗物质模型预测。例如，该信号非常好地拟合了36-51 GeV的暗物质粒子湮灭为$b\bar{b}$，其湮灭截面为$σv = (1-3)\times 10^{-26}$ cm $^3$ /s（归一化为0.4 GeV/cm $^3$的局部暗物质密度）。此外，我们确认的角度分布的过剩是近似球对称的，并围绕银河系的动力中心（在$\sim$ $0.05^{\circ}$的Sgr A $^*$）为中心，没有迹象表明沿银河系平面的伸长。观测到的信号至少从银河系中心延伸到$\simeq10^{\circ}$，这不支持这种发射来自毫秒级恒星的可能性。
2015-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Distinguishing Dark Matter from Unresolved Point Sources in the Inner Galaxy with Photon Statistics
来自费米大面积望远镜的数据表明，在银河系内部有一个扩展的GeV伽马射线光子过剩。确定导致这种过量的潜在天体物理来源是验证信号是否源于湮灭的暗物质的重要一步。在本文中，我们专注于未解决的点源，如毫秒双星（MSP）的潜在贡献。我们建议，光子的统计-特别是，低于点源探测阈值的光子计数的通量概率密度函数（PDF）-可以潜在地区分暗物质和点源解释。我们通过生成函数的方法计算这两个模型的过剩通量PDF。贝叶斯模型比较的框架中工作，然后，我们证明，通量PDF可以潜在地提供证据，一个未解决的MSP样点源人口。
2015-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Can LIGO Detect Non-Annihilating Dark Matter?
本研究提出利用LIGO对低质量黑洞并合引力波的非探测来约束不湮灭暗物质与核子的相互作用，并给出基准界限，展示其作为暗物质探针的潜力。
2023-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for annihilating dark matter from M31 and M33 observations with the Cherenkov Telescope Array
本文研究CTA对M31和M33中WIMP暗物质湮灭信号的探测灵敏度，表明100小时观测可将现有HAWC限制提高约一个量级，并有望探测到M31核球的延展发射。
2023-07-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma Rays From The Galactic Center and the WMAP Haze
最近，对费米伽马射线太空望远镜数据的分析揭示了一个伽马射线通量集中在银河系内部约0.5度的地方，其光谱在2-4 GeV处急剧峰值。如果解释为湮灭暗物质的产物，这个信号意味着暗物质由质量在7.3和9.2 GeV之间的粒子组成，主要湮灭为带电轻子。该质量范围与CoGeNT和DAMA/LIBRA报告的信号所需的质量范围非常相似。除了伽马射线外，暗物质还被预测在内星系中产生高能电子和正电子，它们与银河磁场相互作用的结果是发射同步加速器光子。在这封信中，我们计算的流量和光谱的同步辐射假设来自银河系中心的伽马射线来自暗物质，并比较结果从WMAP卫星的测量。我们发现，在这种情况下，预计会出现相当大的硬同步加速器发射通量，这可以很容易地解释“WMAP Haze”的观测强度、光谱和形态。
2011-03-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Multimessenger constraints on the dark matter interpretation of the Fermi-LAT Galactic center excess
费米大天区望远镜在银河系中心方向测得的数据中有过量的$γ$射线，这在几份出版物中已有报道。这种过剩，标记为银河系中心过剩（GCE），检测分析数据与不同的星际发射模型，点源目录和分析技术。最近以前所未有的精度测量的GCE的特征都与在我们银河系主晕中湮灭的暗物质粒子（DM）兼容，即使其他解释仍然不排除。我们调查DM候选人，适合所观察到的GCE光谱和空间形态。我们假设一个简单的情况下，DM零化成一个单一的通道，但我们也检查更复杂的模型与两个和三个通道。我们执行一个$γ$射线通量从48个银河系矮球状星系（dSphs）的列表中使用国家的最先进的估计DM密度在这些对象的搜索。由于我们没有从dSphs中发现任何显著的信号，因此我们对湮灭截面设置上限，从而与适合GCE的DM候选者兼容。然而，我们发现，GCE DM信号被排除在AMS-02 $\bar{p}$通量数据的所有强子和半强子湮灭通道，除非扩散晕的垂直尺寸小于2千秒差距-这是在紧张局势与放射性宇宙射线通量和无线电数据。此外，AMS-02 $e^+$数据排除了含有$e^+ e^-$成分的纯通道或混合通道。唯一的DM候选人，适合的GCE光谱，并与结合dSphs分析和AMS-02 $\bar{p}$和$e^+$数据得到的约束条件兼容，完全湮灭成$μ^+μ^-$，具有60 GeV的质量和大致的热截面。
2021-01-26 astro-ph.HE hep-ph
Search for line signal candidates in the Fermi-LAT data
为了在Fermi-LAT数据中寻找线状信号，我们分析了覆盖整个天空的49152个感兴趣区域（ROI）。没有ROI显示检验统计量（TS）值高于25的线信号，而对于50个ROI，呈现${\rm TS}>16$的弱线状过度。这些潜在的信号的内在意义进一步降低了这种分析中引入的大的试探因子。对于我们分析中得出的最大TS值24.3，相应的全局显著性仅为$0.54σ$。因此，我们没有发现任何显着的线状信号，并设置暗物质湮灭的伽马射线线，$\left<σ{v}\right>_{γγ}$的横截面的约束。
2019-06-04 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Dwarf Spheroidal Dark Matter Halos With The Galactic Center Excess
如果费米-LAT报告的来自星系中心的伽马射线过剩是湮灭暗物质的信号，那么人们必须质疑为什么在矮球状星系中没有观察到类似的过剩。我们用这个观测来限制矮球状星系的密度分布，假设星系中心过剩实际上是一个信号，从湮灭暗物质。我们将约束的广义NFW参数$γ$和Einasto配置文件参数$α$控制的对数斜率的内部区域的晕的密度分布。我们确定，在这些假设下的银河系中心过剩是不一致的标准NFW配置文件（和其他“尖”的配置文件）矮球状星系，但与观测的核心矮星系配置文件是一致的。具体来说，我们发现，矮球状轮廓必须比银河系的尖。暗物质通过光介质进行自我交互的模型可以实现这一点。
2017-05-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
gamma-rays from annihilating dark matter in galaxy clusters: stacking vs single source analysis
星系团是间接寻找暗物质湮灭的潜在重要目标。在这里，我们重新评估的检测前景湮灭在大规模的晕，基于统计调查的1743个集群在新的元目录的X射线集群。我们推导出一个新的限制河外暗物质湮灭背景的至少20%，起源于银河系的整合角为0.1度。簇的数量与它们的亮度成幂律比例，这表明堆叠可以提供比单个目标分析显著的改进。包含80%的暗物质信号的样品的平均角度为~0.15度，表明具有该角分辨率或更好的仪器对于基于堆叠的簇湮灭搜索将是最佳的。基于Fermi-LAT性能和位置相关背景的详细研究表明，堆叠可能导致灵敏度提高约2倍，这取决于源选择标准。基于CTA的预期性能，由于需要定点观测，我们发现叠加没有改善。我们注意到，几个潜在的重要目标：Opiuchius，A2199，A3627（Norma）和CIZAJ1324.7-5736可能是不利的，因为相对于银河系暗物质信号的对比度很差。使用均匀的MCXC元目录提供了一个强大的排名的目标，虽然它们的信号的绝对值取决于确切的暗物质子结构的内容。对于保守的假设，我们发现，星系团（有或没有堆叠）可以探测<sigma v>到1 e-25- 1 e-24 cm 3/s的暗物质质量在10 GeV-100 GeV的范围。对于更有利的子结构配置，<sigma v>可以达到~ 1 e-26 cm 3/s。
2012-06-11 astro-ph.HE hep-ph
Conservative Constraints on Dark Matter from the Fermi-LAT Isotropic Diffuse Gamma-Ray Background Spectrum
我们研究了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜对各向同性漫射伽马射线背景的测量对弱相互作用大质量粒子（WIMP）候选暗物质湮灭成各种标准模型终态的终态辐射的约束。预期的各向同性扩散信号从暗物质湮灭有贡献的本地银河系（MW）以及河外暗物质。来自MW的信号对所采用的晕的暗物质轮廓非常不敏感，并且主导来自河外晕的信号，该信号对晕质量函数的低质量截止敏感。对于低晕质量的生存截止和银河系和河外组分的子结构增强因子，我们采用保守的模型，只考虑初级末态辐射。这提供了强大的约束，达到热生产横截面的低质量WIMP湮灭成强子模式。我们还重新分析限制HESS观测银河脊地区使用保守的模型的暗物质晕配置文件。当与HESS约束相结合时，各向同性扩散谱排除了基于暗物质湮灭为两个轻子末态的PAMELA正电子过剩的所有解释。通过新的中间态湮灭成四个轻子，虽然受到数据的限制，但并不排除。
2010-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Searching for dark matter annihilating into light long-lived mediators from stars inside dwarf spheroidal galaxies
本文通过分析近16年Fermi-LAT数据，研究十个邻近矮椭球星系中恒星捕获的暗物质湮灭为轻长寿命媒介粒子并衰变产生伽马射线的过程，结合Sommerfeld增强效应，对约100 GeV暗物质设定了约10^{-36} cm^2的暗物质-核子散射截面限制。
2025-06-03 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Fermi Gamma-ray Haze via Dark Matter and Millisecond Pulsars
我们研究可能的天体物理和暗物质（DM）的费米伽马射线雾在银河系晕的解释。作为各种DM模型的代表，我们考虑DM粒子湮灭为W+W-，b-bbar和e+e-。在前两种情况下，在E > 10 GeV时，来自DM湮灭的瞬发γ射线发射是显著的，甚至是主导的，而来自湮灭DM产物的逆康普顿散射（ICS）是不显著的。对于e+e-湮没模式，我们需要100阶的提升因子来从ICS光子获得对伽马射线雾的显著贡献。高纬度高能粒子的可能天体物理来源包括Ia型超新星（SNe）和毫秒超新星（MSP）。根据我们目前对Ia超新星速率的理解，它们对银河系晕中的伽马射线通量没有显着贡献。由于银河系星晕中MSP的数量没有得到很好的限制，只要银河系星晕中有20 000 - 60 000个MSP，MSP可能是高纬度地区一个可行的伽马射线源。在这种情况下，来自MSP的脉冲伽马射线发射可以对大约几个GeV的伽马射线有贡献，而来自MSP电子和正电子的ICS光子在伽马射线雾中的所有能量下都是显著的。这样一个人口的MSP的可扩展性进行了讨论。与威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的微波雾一致性要求MSP自旋下降能量的很大一部分转化为e+e-通量，或者DM主要湮灭为具有100阶助推因子的轻子。
2011-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Resolving Dark Matter Subhalos With Future Sub-GeV Gamma-Ray Telescopes
湮灭附近暗晕中的暗物质粒子可能会产生潜在的可观测到的伽马射线通量，而不会伴随着其他波长的辐射。此外，这种伽马射线辐射预计将在空间上扩展，为我们提供了一个强大的方式来区分暗物质从其他天体物理伽马射线源的subhalos。费米探测到了两个暗物质次晕候选者，它们表现出统计上显著的空间延伸程度（3FGL J2212.5+0703和3FGL J1924.8-1034）。有人认为，对这些观测结果最有可能的非暗物质解释是，它们实际上是多个附近的点源，在天空中彼此太近，无法单独分辨。在这项研究中，我们考虑下一代伽马射线望远镜的能力，空间分辨的伽马射线发射的subhalo候选人，专注于拟议的e-ASTROGAM任务。我们发现，这样的仪器可以显着澄清费米的暗物质subhalo候选人的性质，并提供了一个前所未有的灵敏度水平，在附近的subhalo湮灭暗物质的存在。
2017-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Current and Future Constraints on Dark Matter from Prompt and Inverse-Compton Photon Emission in the Isotropic Diffuse Gamma-ray Background
我们进行了详细的检查，从提示和逆康普顿发射光子，包括模型相关和模型无关的边界的湮灭和衰变暗物质模型的电流约束。我们还表明，所观察到的各向同性弥散伽马射线背景（DGRB），这提供了一个最保守的约束模型的湮灭弱尺度暗物质粒子，可能会提高其灵敏度的一个因素~2至3（95% C. L.）。因为费米-LAT实验通过五年的观测解决了DGRB贡献的blazar源。对于我们的预测，我们采用的结果约束的光度依赖的密度演化加上blazar光谱能量分布序列模型，这是由DGRB和blazar源计数分布函数的约束。
2012-02-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cascade Events at IceCube+DeepCore as a Definitive Constraint on the Dark Matter Interpretation of the PAMELA and Fermi Anomalies
暗物质衰变或湮灭为μ + μ-或τ + τ-被认为是PAMELA和Fermi报告的e+e-异常的解释。最近的分析表明，在DeepCore的补充下，IceCube将能够在不到五年的运行时间内将衰变的参数空间限制在mu+mu-，并排除衰变到tau+tau-和湮灭到mu+mu-。这些分析依赖于从下行nu_mu测量IceCube+DeepCore中的类轨道事件。在本文中，我们表明，通过测量所有中微子味道引起的级联事件，IceCube+DeepCore可以在仅运行三年的时间内排除衰变到mu+mu-，并在仅运行一年的时间内排除衰变到tau+tau-和湮灭到mu+mu-。这些约束对暗物质晕轮廓的选择具有很强的鲁棒性，并且与暗物质-核子截面无关。
2010-02-04 astro-ph.HE hep-ph
Stringent Constraints On The Dark Matter Annihilation Cross Section From Subhalo Searches With The Fermi Gamma-Ray Space Telescope
银河系的暗物质晕被预测包含了非常大量的较小的次晕。由于暗物质湮灭发生在这样的物体内，最接近的大质量暗晕可能表现为点状或空间扩展的伽马射线源，在其他波长处没有可观测到的对应物。在本文中，我们使用宝瓶座模拟的结果来预测附近的subhalos的分布，并将其与费米伽马射线太空望远镜观测到的不明伽马射线源的特征进行比较。关注最亮的高纬度源，我们利用这种比较来推导出暗物质湮灭截面的极限。对于轻于~200 GeV的暗物质粒子，所得到的极限是迄今为止最强的，比矮星系或银河系中心的观测结果更为严格。我们还推导出独立的限制的基础上缺乏身份不明的伽马射线源与可辨别的空间扩展，但这些限制是一个因素的2-10弱于那些基于点状subhalos。最后，我们注意到10个最亮的高纬度源中有4个呈现出类似的光谱形状，这与30-60 GeV的暗物质粒子湮灭为b夸克相一致，湮灭截面的数量级为sigma v ~（5-10）x 10^-27 cm ^3/s，或8-10 GeV的暗物质粒子湮灭为τ，σ v ~（2.0-2.5）x 10^-27 cm ^3/s。
2013-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Can the WMAP Haze really be a signature of annihilating neutralino dark matter?
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）卫星的观测发现，银河系中心有过量的微波辐射。有人认为，这种WMAP烟雾辐射可能是一种（或多种）暗物质粒子湮灭时产生的相对论电子和正电子的同步辐射。在本文中，我们重新计算的强度和形态的WMAP阴霾使用多元线性回归，涉及全天空模板的主要形式的银河前景发射，使用两种不同的CMB天空信号估计。第一个估计是一个后验平均CMB地图，边缘化的一般前景模型使用吉布斯抽样技术，另一个是由WMAP团队产生的ILC地图。早期对WMAP烟雾的分析使用了ILC地图，它比吉布斯地图更容易受到银河前景的污染。在这两种情况下，我们重新确认先前的结果，统计上显着的剩余排放后，前景减法，集中在银河系中心。然而，我们发现，这种发射的意义可以显着降低，允许一个微妙的空间变化的频率依赖性的软同步辐射在内部和外部的星系。我们还重新调查的前景的中性子暗物质解释的阴霾的起源，并发现显着提高的暗物质湮灭率是必需的，相对于获得一个平滑的银河系暗物质分布，以重现推断的残留排放，在最近的几项研究中推导出的相反。
2009-01-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Core formation from self-heating dark matter
$Λ$ CDM模型的宇宙学模拟表明，矮星系的暗物质晕在其中心的密度比这些星系的观测数据所暗示的要大。在这封信中，我们提出了一个新的解决方案，这个问题的调用某一类的暗物质自加热过程。正如我们将要讨论的那样，这样的过程导致了暗物质核心的形成，因为它大大降低了矮质量晕的内部质量密度。为了得到具体的结果，我们专注于半湮灭的暗物质的情况下，模型的重力热流体的内部区域的暗物质晕。这个新解决方案的一个重要方面是，即使相应的截面是相同的，半湮灭效应在矮尺寸的晕中比在更大质量的星系和星系团的晕中更为突出。此外，解决小尺度问题的首选参数空间表明，热暗物质的候选者，质量低于GeV的规模，这可以在暗物质的直接和间接探测实验进行探测。
2018-07-05 astro-ph.HE hep-ph
Implications of the Fermi-LAT Pass 8 Galactic Center Excess on Supersymmetric Dark Matter
费米合作组织最近更新了他们对银河系中心伽马射线的分析。他们再次确认了一个无法解释的发射特征的存在，该特征在$1-10$ GeV区域最为突出，被称为银河系中心GeV过量（GCE）。虽然GCE现在被坚定地检测到，解释这种发射作为一个信号的自湮灭暗物质（DM）粒子是不明确的可能性，由于系统的影响，在银河平面的伽马射线建模估计。在本文中，我们建立了一个协方差矩阵，收集不同的系统的不确定性研究费米合作的文件，影响GCE光谱。我们表明，模型的GCE的一部分是由于湮灭DM仍然可以与新的数据是一致的。我们还重新评估了最小超对称标准模型（MSSM）的参数空间区域，可以通过中性伴子DM湮灭占主导地位的GCE。所有最近的DM直接探测实验，如PICO，LUX，PandaX和Xenon 1 T的限制，从矮球状星系的湮灭截面和大型强子对撞机的限制被认为是在这个分析。由于在GC过剩的能量谱相对于以前的费米分析，和最近的限制，从直接检测实验，我们发现一个稍微移动的参数区域的MSSM相比，我们以前的分析是一致的GCE。质量在$85-220$ GeV之间的中微子可以通过湮灭成一对$W$玻色子或顶夸克来描述过量。值得注意的是，在我们发现的区域中存在低微调模型。完整的解决方案将通过即将进行的直接探测实验和大型强子对撞机即将到来的数据中的专门搜索来探索。
2018-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dissecting the inner Galaxy with $γ$-ray pixel count statistics
我们结合自适应模板拟合和像素计数统计，以评估费米-LAT数据中银河系中心过剩的性质。我们重建远低于费米-LAT检测阈值的点源的通量分布，并测量其径向和纵向的配置文件在银河系内部。我们发现，所有的点源$and$的膨胀相关的扩散发射每个贡献$\mathcal{O}$（10\%）的总内银河系的排放，并揭示了一个潜在的亚阈值点源的贡献银河系中心过剩。
2021-10-28 astro-ph.HE hep-ph
Circularly Polarized Gamma Rays in Effective Dark Matter Theory
利用有效暗物质理论研究了暗物质湮灭产生的环感生圆偏振γ射线。考虑了中性标量和费米子暗物质湮灭为单色双光子和$Z$ -光子终态的情况。为了产生圆偏振不对称性，在具有非零Cutkosky切割的环内，暗物质与标准模型费米子之间的耦合必须违反$P$和$CP$对称性。不对称性可以是相当大的，特别是对于$Z$ -光子终态，对于该终态，可以达到接近$90\%$的不对称性。我们讨论了在未来的伽玛射线偏振测量实验中探测银河系中心暗物质湮灭的伽玛射线通量的圆偏振不对称性的前景。
2019-11-22 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray flux limits from brown dwarfs: Implications for dark matter annihilating into long-lived mediators
本研究利用13年Fermi-LAT数据对九个邻近褐矮星进行伽马射线搜索，未发现显著信号，并设定通量上限；在暗物质湮灭为长寿命中介子的框架下，当前上限不足以约束暗物质-核子截面，需约9倍灵敏度提升以覆盖更广参数空间。
2024-07-20 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
Radio detection prospects for a bulge population of millisecond pulsars as suggested by Fermi LAT observations of the inner Galaxy
类似于球状星团，银河系中心的致密恒星环境被认为拥有大量尚未被发现的毫秒双星（MSP）。最近，这一假设在费米卫星上的大面积望远镜（LAT）看到的来自银河系内部的伽马射线的分析中得到了支持，它揭示了银河系中心周围15度内可能有过量的扩散GeV光子（费米GeV过量）。过剩可以解释为银河系隆起中数千个MSP的集体发射，具有朝向银河系中心强烈峰值的球形分布。为了充分建立MSP的解释，必须在多波长搜索中找到佐证，最主要的是通过检测单个凸起MSP的无线电脉动。基于对球状星团的观测和银河系内部的γ射线辐射，我们探讨了在银河系核球中探测MSPs的前景。虽然以前的脉冲星调查未能确定这一人口，我们证明，在未来几年，新的大面积调查，重点是在银河系中心以北或以南几度的地区，应该会导致几十个凸起的MSP的检测。此外，我们表明，在不久的将来，深入有针对性的搜索无关的费米源应该能够检测到的前几个MSP的凸起。这些深度搜索的前景增强了试探性的伽马射线/无线电相关性，我们从高纬度伽马射线MSP推断。这样的探测将构成银河系隆起中场MSP的第一个明确发现，对伽马射线观测，银河系中央的形成历史和未来无线电观测的战略优化具有深远的影响。
2016-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Strong Evidence for Gamma-ray Line Emission from the Inner Galaxy
使用3.7年的\Fermi-LAT数据，我们研究了银河系内部弥漫的80-200 GeV辐射，并发现了一个在$\sim 110-140$ GeV的分辨伽马射线特征。我们用$\sim3\degree$ FWHM高斯模型模拟了这种发射的空间分布，找到了银河系中心以西的最佳位置$1.5\degree$。甚至更好的拟合偏心Einasto和幂律分布，这是首选的零（无线）假设$6.5σ$（$5.0σ/5.4σ$后，试验因素校正为一个/两个线的情况下），假设NFW密度分布集中在$(\ell, b)=(-1.5\degree,0\degree)$与功率指数$α=1.2$。该结构的能谱与单谱线一致（能量为$127.0\pm 2.0$ GeV，$χ^2=4.48$为4 d.o.f.）。在$110.8\pm 4.4$ GeV和$128.8\pm 2.7$ GeV的一对谱线提供了稍微更好的拟合（$χ^2=1.25$为2 d.o.f.）。该结构的总光度为$(3.2\pm0.6)\times 10^{35}$ erg/s或$(1.7\pm0.4)\times 10^{36}$光子/秒。在双线情况下的能量是兼容的$127.3 \pm 2.7$ GeV的WIMP通过$γγ$和$γZ$（与$χ^2=1.67$为3 d.o.f.）湮灭。我们描述了\Fermi \扫描策略的可能变化，该策略将以当前调查策略的4倍速度在银河…
2012-06-14 astro-ph.HE hep-ph
Galactic center GeV excess and classification of Fermi-LAT sources with machine learning
本文利用机器学习对Fermi-LAT源进行多类分类，研究银河系中心附近未关联源中类毫秒脉冲星的分布，发现其源计数分布与银河系中心GeV超出的毫秒脉冲星解释一致。
2024-06-06 astro-ph.HE
Pulsars Cannot Account for the Inner Galaxy's GeV Excess
利用费米伽马射线太空望远镜的数据，从银河系中心的方向确定了伽马射线的空间扩展分量，峰值能量为2-3 GeV。最近的研究表明，这种信号并不局限于银河系最里面的几百秒差距，而是从银河系中心延伸到至少~3千秒差距。虽然这一信号的光谱、强度和角分布与湮灭暗物质的预测非常一致，但也有人认为，未解决的毫秒双星可能是造成内星系过量GeV辐射的原因。在本文中，我们详细考虑了这种可能性。比较观测到的光谱形状的内银河系的GeV过剩的费米从37毫秒的恒星测量的光谱，我们发现，这些来源表现出的光谱形状是太软，在亚GeV的能量，以适应这个信号。我们还建立了描述银河系毫秒双星空间分布和光度函数的星族模型。在考虑到费米源（包括已知的毫秒双星和可能是双星的未识别源）的观测分布的限制后，我们发现毫秒双星可以占内星系GeV过量的不超过10%。这些论点中的每一个都强烈反对将毫秒级脉冲作为该信号的源。
2013-05-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
