Internal kinematics and dynamical models of dwarf spheroidal galaxies around the Milky Way
我们回顾我们目前的了解围绕银河系矮球状星系的内部动力学性质。这些是最暗物质为主的星系，因此可以被认为是理想的实验室，以测试目前的和谐宇宙学模型，特别是提供约束的性质占主导地位的形式暗物质。我们将讨论这些系统中恒星运动学的最新观测结果，以及如何利用这些结果来推导出它们的质量分布。我们参观了各种动力学技术的使用，强调的互补性和局限性，并讨论的结果意味着在宇宙学模型的背景下。最后，我们提供了在这一领域令人兴奋的发展前景。
2013-05-25 astro-ph.CO
Implications for dwarf spheroidal mass content from interloper removal
利用焦散线方法，我们确定了银河系中五个矮球状（dSph）星系的成员星，这些星系是宇宙中最小的暗物质（DM）占主导地位的系统。在我们的闯入者拒绝后，我们计算视线速度色散曲线，比以前的结果更平滑。此外，两个dSphs的视线速度分散比以前的计算建议小20%。我们的Jeans模型证实，300pc内部的DM含量与卫星光度大致恒定。最后，如果我们假设MOND提供了真正的引力定律，我们对闯入者的识别意味着四个dSphs的质光比与恒星星族合成模型一致，而船底座的质光比仍然大了两倍，仍然是MOND的问题。
2010-10-26 astro-ph.CO
Asymptotic Giant Branch Stars in the Sculptor Dwarf Spheroidal Galaxy
本文给出了以玉夫座矮椭球星系为中心的35角分平方视场的JHK_S测光结果。借助已发表的运动学数据，确定了星系成员，并证明了颜色星等图中J-K的宽度与金属丰度范围很大的旧恒星群一致。我们确定了两个渐近巨分支变量，都是碳米拉，周期分别为189和554天，并讨论了它们的年龄，金属丰度和质量损失以及它们在米拉周期光度图中的位置。有证据表明，一般时期的年龄关系，当地组米拉。554天变星MAG 29的质量损失率似乎与其他本星系群星系中类似周期的Miras一致。
2011-03-09 astro-ph.CO
Smooth, undisturbed dwarf spheroidal galaxies in the Perseus Cluster core: Implications for dark matter content
利用对英仙座星系团核心的深空HST/ACS观测，我们发现了一个大规模的矮椭圆星系群，其质量可达M_V =-12。所有这些矮星在外观上都非常平滑，没有证据表明内部特征可能是潮汐过程或由星团势引起的恒星形成的结果。基于这些观测结果和这些矮星相对较大的尺寸，我们认为，至少有一些必须有一个大的暗物质组成部分，以防止他们的破坏集群潜力。我们进一步推导出一种新的方法来量化集群dSphs的暗物质含量，而不使用运动学，这是不可能获得在这些距离。我们发现英仙座星系团核心矮星的质光比与本星系团dSphs的质光比相当，范围在M/L ~ 1和120之间。这是矮椭球体存在于暗物质暗晕中的证据，暗物质暗晕保护矮椭球体不受致密星团核心潮汐过程的影响。
2009-08-26 astro-ph.CO
Intergalactic Gas in Groups of Galaxies: Implications for Dwarf Spheroidal Formation and The Missing Baryons Problem
具有弯曲喷流的射电星系主要位于星系群和星系团中。我们使用双射电源，假设他们的喷流弯曲的冲压压力，探测星系群内的气体密度。这种方法提供了星系际气体密度的直接测量，并使我们能够探测大半径的IGM气体，以及IGM温度太低而无法被当前一代X射线望远镜探测到的系统。我们发现，在群半径15-700千秒差距范围内，气体的密度为每立方厘米10^（-3）-10 ^（-4）。星系际气体中重子总质量的粗略估计与星系群IGM中缺失的重子是一致的。中性气体很容易从总质量为10^6-10^7太阳质量的矮星系中剥离出来。有迹象表明，IGM气体密度在较小的质量系统，如本星系群应该足够高，剥离气体从矮星，如狮子座T，并结合潮汐，产生矮椭球体。
2011-07-05 astro-ph.CO
The survival of dynamical fossils in dwarf spheroidal galaxies in conventional and modified dynamics
非束缚密度子结构对轨道混合的生存对潜在的引力势的斜率施加了很强的约束，并提供了一个新的测试修改的重力。在这里，我们调查的解释，小熊座（UMi）矮球状星系的恒星团是一个“动力化石”是否符合修正牛顿动力学（MOND）。对于UMi质量模型推断拟合的速度色散曲线，恒星团周围的第二个高峰UMi擦除非常迅速，在1.25 Gyr（6.5轨道），即使包括自引力。我们发现，即使在更慷慨的条件下，团块也很难存活超过2 Gyr。替代方案，可能会导致一个运动学冷块进行了讨论，但到目前为止，没有一个被发现是完全令人满意的。我们的结论是，在UMi冷团构成了一个挑战，LambdaCDM和MOND。
2010-05-17 astro-ph.CO
Dwarf Spheroidal Satellite Formation in a Reionized Local Group
矮球状卫星星系已经成为小尺度暗物质聚集和宇宙再电离的有力探测器。它们与场中的矮不规则星系和高密度环境中的球状星系具有结构和化学连续性。通过结合经验的限制，在低的气体柱密度和金属丰度的恒星形成在本地宇宙与模型的暗物质和重子质量大会，我们提供了一个分析描述的矮椭球体如何获得其恒星的内容。它们的祖先形成恒星，直到气体含量，最初从宇宙平均水平减少了再电离星系际介质的热压，最终在祖先吸积到宿主星系的过程中被冲压压力剥离。不同光度的矮球状卫星似乎共享非常相似的最大规模的祖先的历史，达到阈值的气体冷却的原子线发射的时代，在该拉格朗日体积的本地集团应该已经再电离。我们假设矮椭球体形成的大部分恒星在部分旋转支持HI磁盘在再电离宇宙。该模型解释了“共同质量标度”关系，并再现了经验的光度-尺寸和光度-金属丰度关系。爆发性反馈现象，例如由超新星协同作用驱动的外流，在矮球状体的形成中并不重要。我们进一步推测，真正的再电离前化石应该表现出与矮椭球体不同的结构，例如，以密集的孤立星团或核星团的形式存在。
2014-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Troublesome Past: Chemodynamics of the Fornax dwarf spheroidal
我们提出了令人信服的证据的复杂性天炉座矮球体。通过解开红巨星分支中的三个不同的恒星亚群，我们能够详细研究运动学和金属丰度之间的依赖关系。一个定义明确的速度分散，空间浓度和金属丰度的排序是显而易见的亚群。我们还提出了老年人和中年人的角动量矢量之间的显着不一致的证据。根据HST对天炉座自行的测量，这对应于反向旋转。这些成分被用来构建一个新的天炉座矮球状体的进化历史，其特征是一个绑定对后期合并。
2012-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Dark Matter in Dwarf Spheroidal Galaxies and Indirect Detection: A Review
在过去的十年中，以矮球状星系（dSphs）为目标的间接暗物质搜索迅速成熟。这是因为大量增加的动态数据集从dSphs，新的dSphs已被发现，和操作的费米-LAT和许多地面伽玛射线实验。在这里，我们回顾了已被用来确定dSph暗物质分布的分析方法，特别是“J因子”，比较和对比它们，并详细说明了仍然影响分析的潜在系统学。我们讨论了改善暗物质分布测量的前景，以及这些如何与未来的间接暗物质搜索相互作用。
2018-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Looking for Axion Dark Matter in Dwarf Spheroidals
我们研究的范围内，冷暗物质轴子的衰变可以探测到即将到来的射电望远镜，如平方公里阵列（SKA）。特别是，我们专注于从矮球状星系，天体物理的不确定性减少和预期的磁场强度是这样的，从轴子衰变产生的信号可能会占主导地位的轴子光子转换在磁场的信号。我们发现，与$\sim100$小时的观察时间，SKA可以提高电流灵敏度的约5倍。
2019-03-14 astro-ph.CO hep-ph
Andromeda XXIX: A New Dwarf Spheroidal Galaxy 200kpc from Andromeda
我们报告发现了一个新的矮星系，仙女座XXIX，使用最近发布的斯隆数字巡天DR 8的数据，并证实了双子座北望远镜多目标光谱成像数据。XXIX看起来是一个矮球状星系，在天空中与M31的距离略大于15度，从红巨星分支的尖端推断的距离为730 kpc +/-75kpc，相当于与M31的三维距离在205 kpc和227 kpc之间（接近M31的维里半径）。它的绝对星等是通过与天龙座矮椭球的红巨星分支光度函数比较确定的，M_V = -8.3+/-0.4。XXIX的恒星星族似乎与天龙座非常相似;因此，我们估计XXIX的金属丰度为[Fe/H] \sim-1.8。And XXIX的半光半径为360 pc +/-60pc，椭圆率为0.35+/-0.06，是银河系和M31在这个绝对星等范围内的典型矮卫星。
2011-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Comparison of MOND and Verlinde's emergent gravity in dwarf spheroidals
Sejong University（世宗大学）；Seoul National University（首尔大学）
研究通过比较MOND与Verlinde的涌现引力在23个矮球状星团中的径向加速度观测，发现后者在统计显著性上更优。
2026-01-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dark Matter in the Milky Way's Dwarf Spheroidal Satellites
银河系的矮球状卫星包括已知的最近、最小和最不明亮的星系。它们也表现出动力学质量和发光质量之间的最大差异。本文回顾了发展的经验约束的结构和运动学的dSph恒星星族，并讨论了这种现象如何转化为限制的数量和分布的暗物质内dSph。对宇宙学和暗物质的粒子性质的一些含义进行了讨论，并确定了未来研究的一些主题/问题。
2012-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Chemical Signature of a Relic Star Cluster in the Sextans Dwarf Spheroidal Galaxy - Implications for Near-Field Cosmology
我们提出了在六分仪矮球状星系中存在[Fe/H]=-2.7的溶解星团的初步证据。我们使用化学标记技术来识别在多维化学丰度空间（C-空间）中高度聚集的恒星。在六颗恒星的样本中，有三颗，可能是四颗恒星被确定为潜在的星团星。母星团的初始恒星质量由两个独立的观测值估算得到，M*，init=1.9^{+1.5}_{-0.9}（1.6^{+1.2}_{-0.8}）× 10^5 M_sol，假设初始质量函数为Salpeter（Kroupa）。如果通过后续的光谱学证实，这个星团是迄今为止发现的最缺乏金属的系统。像六分仪这样的矮星系中残余星系团的化学特征为我们提供了一个非常强大的高红移宇宙探测器。从现有的观测数据，我们认为，在大多数新发现的超暗矮星系的平均星团质量显着低于它是在今天的银河系，可能低于更明亮的，经典的矮球状星系。此外，矮球状体的平均累积金属丰度函数低于超微弱的，这与我们的随机化学演化模型预测的金属丰度增加而增加。这两个发现，加上可能存在的Mg/Fe比值的差异，表明超暗矮星系群或其中很大一部分，以及矮球状体群，是在不同的环境中形成的，因此在起源上是不同的。
2012-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Relic Star Cluster in the Sextans Dwarf Spheroidal Galaxy - Implications for Early Star and Galaxy Formation
我们提出了一个溶解的星团在六分仪矮球状星系的存在的初步证据。在六颗恒星的样本中，我们发现了[Fe/H] =-2.7附近的三颗（可能是四颗）恒星，它们在多维化学丰度空间中高度聚集。星团的初始恒星质量估计为M*，init = 1.9^+1.5_-0.9（1.6^+1.2_-0.8）*10^5 Msol，假设初始质量函数为Salpeter（Kroupa）。如果通过后续的光谱学证实，这个[Fe/H] =-2.7的古老星团是迄今为止发现的最缺乏金属的系统。受这一发现的启发，我们还提出了一种新的方法来解释矮星系的累积金属丰度函数。从现有的观测数据，我们推测，超暗矮星系人口，或其中的一个重要部分，更明亮，经典的矮球状人口形成于不同的环境，因此将是不同的起源。
2012-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detailed abundances in stars belonging to ultra-faint dwarf spheroidal galaxies
我们报告的初步结果属于密切的超微弱矮星系（以下简称UfDSphs）的金属贫星的详细化学成分。丰度的测定得益于安装在ESO VLT装置上的高效摄谱仪X-Shooter获得的光谱。超暗矮球状星样品的丰度比略低于相同金属丰度的场晕星样品，我们在武仙座恒星中没有发现Koch在他的2颗武仙座恒星中发现的极端丰度。中子俘获元素Ba和Sr的合成似乎起源于星系演化早期的同一核合成过程。
2012-02-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Self-Interacting Dark Matter with Dwarf Spheroidal Galaxies and High-resolution Cosmological $N$-body Simulations
利用高分辨率的宇宙学$N$-体模拟研究了冷暗物质和自相互作用暗物质模型下的暗物质晕密度结构。我们量化subhalo的中心密度在150 pc从每个subhalo的中心在经典的矮球状和ultrafeak矮规模的银河系大小的晕。通过与观测结果的比较，我们发现$σ/m<3\ \rm{cm^{2}g^{-1}}$的自相互作用散射截面是有利的。由于宿主潮汐和自相互作用的共同作用，具有小近心的暗晕中心密度在冷模型和自相互作用模型之间存在明显差异，表明具有小近心的Milky Way卫星是未来大型光谱测量进一步约束暗物质性质的理想场所。
2021-12-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Density Profiles of Dwarf Spheroidal Galaxies
我们应用一个灵活的参数模型，广义普卢默配置文件的组合，推断银河系的卫星矮球状星系（dSphs）的恒星密度分布的形状。我们将此模型应用于40 dSphs，使用来自斯隆数字巡天，PanStarrs-1巡天，暗能量巡天和暗能量相机遗产巡天的恒星计数。使用模拟数据，我们研究与建模假设相关的系统误差，并确定条件下，我们的模型可以识别“非标准”的恒星密度分布，有中央尖点和/或陡峭的外斜坡。将我们的模型应用于真正的矮椭球体，我们没有找到证据，中央尖密度分布在15个银河系卫星，我们的测试与模拟数据表明，将有足够的可探测性。我们确实在几个dSphs-Fornax，Leo I，Leo II和Reticulum II-中检测到陡峭的（相对于标准的Plummer模型）外部轮廓，这可能指向这些对象的不同进化途径。然而，恒星密度分布的外斜率与其他观测到的星系性质还没有明显的相关性。
2020-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Chemical Evolution of the Carina Dwarf Spheroidal
我们探讨了一系列的化学演化模型的本地集团矮球状（dSPH）星系，船底座。我们的工作的一个新的方面是删除的恒星形成历史（SFH）作为一个“自由参数”的建模，利用，而不是其颜色星等图（CMD）约束SFH。通过在建模中改变银河风、再吸积和冲压压力剥离的相对作用，我们聚集在一个有利的场景上，该场景强调了风和再吸积各自的作用。虽然我们的模型是成功的，在恢复大多数元素丰度模式，类似的成功是不是所有的中子俘获元素。忽略汽提的影响导致预测的气体分数相对于观察到的气体分数高出大约两个数量级。
2012-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Velocity-dependent J-factors for Milky Way dwarf spheroidal analogues in cosmological simulations
研究了暗物质速度分布模型对银河系矮球状星系中速度依赖的暗物质湮灭信号的影响。使用高分辨率的APOSTLE模拟，我们确定对应于银河系矮球状星系的类似物，并从这些直接确定的暗物质成对的相对速度分布，并比较最佳拟合麦克斯韦-玻尔兹曼分布模型。对于三个速度相关的湮灭模型，p波，d波，和索末菲模型，我们量化的错误时，使用麦克斯韦-玻尔兹曼参数化。我们提取了一个简单的幂律关系的最大圆周速度的矮球体模拟和麦克斯韦-玻尔兹曼分布的峰值速度。我们表明，这种关系可以用来准确地计算暗物质的相对速度分布，并发现它使我们能够估计暗物质湮灭信号，而不需要直接计算每个星系的相对速度分布。从类似物计算的J-因子中的散射占主导地位的不确定性相比，J-因子确定的观测数据为每个矮球体，最大的散射从d-波模型和最小的索末菲模型。
2022-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining branon dark matter from observations of the Segue 1 dwarf spheroidal galaxy with the MAGIC telescopes
我们提出了第一次搜索的签名膜世界的额外的维暗物质（DM）在非常高的能量伽马射线波段通过仔细观察矮球状星系Segue 1的主要大气伽马成像切伦科夫（MAGIC）望远镜系统。branon是新的自由度，出现在灵活的膜世界模型中：它们是弱相互作用的大质量粒子和自然的DM候选者。地面伽马射线望远镜MAGIC可以通过观测DM湮灭成标准模型粒子的次级产物，间接探测到多TeV质量范围内的branon DM。在没有信号的情况下，我们把约束的branon DM参数空间使用的分箱似然分析的近160小时的深曝光的Segue 1矮球状星系的MAGIC望远镜。我们对热平均湮没截面的最严格限制（在$95\%$置信水平下）对应于branon质量为$ \sim 0.7~\text{TeV}$的$ \langle σv \rangle \simeq 1.4 \times 10^{-23}~\text{cm}^{3}\text{s}^{-1} $。
2022-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
White Dwarfs in Dwarf Spheroidal Galaxies: A New Class of Compact-Dark-Matter Detectors
最近的调查发现了一群微弱的超新星，被称为富钙间隙瞬变，推测起源于白矮星的爆炸点火。除了其独特的光谱和光度外，这些超新星还具有不寻常的空间分布，并且主要发现于距离其假定的宿主星系很远的地方。我们发现，富钙间隙瞬变的位置很好地匹配周围的大星系的矮球状星系的分布，按照暗物质的相互作用诱导低质量的白矮星之间的热核爆炸，否则可能难以点燃与标准的恒星或二进制演化机制的情况。解释观测到的事件率的一个合理的候选者是质量超过$10^{21}$克的原始黑洞。
2022-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark matter self-interactions from the internal dynamics of dwarf spheroidals
矮椭球星系对标准的冷和无碰撞暗物质方案提出了众所周知的挑战：太大而不能倒的问题，即矮椭球星系半光半径内的观测质量与冷暗物质N体预测之间的不匹配;内部恒定密度核心的暗示。虽然这些争议可能会被重子物理学和环境效应所缓解，但重新审视冷和无碰撞的暗物质的标准知识仍然是一个有趣的可能性。自相互作用的暗物质可能是解决这种小规模危机的成功方案。自相互作用关联了暗物质和重子的分布，使得在低表面亮度的星系中有恒定密度的核心。在这里，我们报告的第一个数据驱动的研究太大而不能失败的银河系矮球体内的自相互作用的暗物质范例。从最近的纯冷暗物质模拟中，我们发现了恒星运动学的良好描述和与浓度-质量关系的兼容性。在这种浓度-质量关系中，一部分银河系矮星的横截面为0.5-3 cm $^2$ /g，而其他的则大于10 cm $^2$ /g。
2018-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Complexity in small-scale dwarf spheroidal galaxies
我们对更明亮的矮球状（dSph）星系的动力学，化学丰度和演化历史的了解不断增长。然而，人们对最近在大型巡天中大量发现的超微弱系统的浓缩知之甚少。目前的低分辨率光谱和光度数据表明，这些星系是高度暗物质为主，主要是金属贫乏。另一方面，最近的高分辨率丰度分析表明，一些矮星系经历了高度不均匀的化学富集，恒星形成在小尺度上局部进行。在这篇文章中，我将审查银河系卫星dSphs的运动学和化学丰度信息，目前可从低分辨率和高分辨率光谱。此外，一些最奇特的元素和不均匀的富集模式将被讨论和相关的问题，在何种程度上最微弱的dSPH候选人可能有助于星系晕，相比更明亮的系统。
2009-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Extracting limits on Dark Matter annihilation from gamma-ray observations towards dwarf spheroidal galaxies
矮球状星系是暗物质占主导地位的天体之一，这使得它们成为寻找暗物质湮灭信号的一系列目标。伽马射线天文学的最新发展，最重要的是费米-LAT仪器的发射，使这些目标受到关注。然而，没有明确的过量伽马射线已被证实从这些目标，导致一些最严格的限制暗物质湮灭从间接搜索。在从矮球状星系中提取极限时，适当地考虑所有相关的不确定性是非常重要的。这些问题包括矮椭球体的暗物质分布特性和其背景的不确定性。我们重新审视了暗物质湮灭的极限，从伽玛射线研究一组附近的矮球状星系，我们有很好的理解，在暗物质分布的不确定性。对于这些目标，我们执行和比较结果的替代方法提取的背景伽马射线通量。这提供了一种方法来区分暗物质湮灭目标，那些可以给出强大的约束。最后，我们提出了我们最严格的限制暗物质湮灭，这只来自目标，确保准确理解的伽马射线背景和暗物质分布的不确定性。
2012-11-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
How to make an ultra-faint dwarf spheroidal galaxy: tidal stirring of disky dwarfs with shallow dark matter density profiles
近年来，斯隆数字巡天计划在银河系（MW）附近发现了一个新的超微弱矮星系（UFD）群体，其起源仍然是一个谜。使用一套无碰撞N体模拟，我们调查的背景下的潮汐搅拌模型的矮球状星系的形成在本地集团（LG）的UFD的形成。我们的模拟旨在再现MW大小的宿主星系和嵌入在10^9 M太阳暗物质（DM）晕中的旋转支撑矮星之间的潮汐相互作用。我们探索了矮DM晕的各种内部密度斜率ρ \propto r^{-α}，从核状（α= 0.2）到尖状（α= 1），以及不同的矮轨道构型。我们的实验表明，UFD可以通过相对紧密的轨道上的盘状矮星的潮汐搅拌产生，与z \sim 1的宿主星系吸积的红移一致，并且具有中间值的晕内密度斜率（ρ \propto r^{-0.6}）。推断的斜率与矮星系的旋转曲线的建模和最近的矮星系形成的宇宙学模拟结果非常一致。比较观测到的UFD的性质与他们的模拟同行，我们发现显着的相似之处的基本观测参数。我们的结论是潮汐搅拌的旋转支持的矮星是一个可行的机制，在LG环境中形成的UFD。
2012-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Combined search in dwarf spheroidal galaxies for branon dark matter annihilation signatures with the MAGIC Telescopes
暗物质（DM）的性质是现代物理学最紧迫的问题之一。为了模拟这种难以捉摸的物质，人们做了很多努力。DM的最大部分不能由标准模型（SM）的任何已知颗粒组成。我们专注于膜世界理论作为一个前瞻性的框架DM候选人超越SM的粒子物理学。在柔性膜世界模型中出现的新的自由度，对应于膜涨落，被称为branon。它们表现为弱相互作用大质量粒子（WIMPs），这是DM最受欢迎的候选者之一。我们提出了一个多目标DM搜索在矮球状星系的branon DM湮灭签名与地面伽玛射线望远镜MAGIC导致最具约束力的branon DM限制在TeV的质量范围。
2022-11-15 astro-ph.CO hep-ph
Structure Formation Models Weaken Limits on WIMP Dark Matter from Dwarf Spheroidal Galaxies
在晕子结构中形成的矮球状星系对暗物质湮灭提供了严格的限制。现代巡天发现的许多超暗矮星对这些限制做出了重大贡献。目前，由于缺乏丰富的恒星运动学数据，超暗区的密度分布参数通常采用无信息的先验假设。基于半解析模型的暗物质subhalos和他们的连接到卫星星系，我们提出了更多的信息和现实的卫星先验。我们表明，我们的卫星先验导致的湮灭率的限制，是2和7之间的一个因素，比在非信息先验弱。因此，对于质量为$\lesssim 40$ GeV的暗物质，热遗迹截面最多只能从矮球状体数据中排除（概率为95%），假设湮灭为$b\bar{b}$。
2020-08-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sommerfeld-Enhanced $J$-Factors For Dwarf Spheroidal Galaxies
对于暗物质湮灭是索末菲增强的模型，湮灭截面在低相对速度下增加。矮球状星系（dSphs）具有低的特征暗物质粒子速度，因此是研究这类模型的理想候选者。在本文中，我们模拟暗物质相空间的dSphs各向同性和球对称的，并确定的$J$因素的几个最重要的目标，间接暗物质搜索。对于Navarro-Frenk-White密度分布，我们量化了$J$ -因子中的散射，该因子来自于暗物质潜力中的天体物理不确定性。我们表明，在索默特增强模型，最有前途的dSphs的顺序可能是不同的相对于速度无关的截面的标准情况。这一结果可以有重要的影响，从dSphs的湮灭截面，或可能的信号上导出的上限。
2017-06-17 astro-ph.CO hep-ph
Constraining branon dark matter from observations of the dwarf spheroidal galaxies with the MAGIC telescopes
利用MAGIC（Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov）望远镜系统对矮球状星系Segue~1进行观测，首次在甚高能γ射线波段进行了branon暗物质（DM）研究。branon是一种新的自由度，出现在柔性膜世界模型中，对应于膜涨落。它们表现为弱相互作用的大质量粒子，是自然的DM候选者。在Segue~1数据中没有γ射线信号的情况下，我们通过使用分箱似然分析对branon DM参数空间施加约束。我们对热平均湮灭截面的最大限制（在$95\%$置信水平下）对应于$ \langle σv \rangle \simeq 1.4 \times 10^{-23}~\text{cm}^{3}\text{s}^{-1} $，其branon DM质量为$ \sim 0.7~\text{TeV}$。
2022-05-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Revealing mass distributions of dwarf spheroidal galaxies in the Subaru-PFS era
本文研究了银河系矮椭球星系在暗物质晕结构测量中的质量轮廓不确定性问题，指出需大型运动学样本与前景污染识别来克服质量密度与速度弥散张量各向异性的简并性，并说明PFS结合Hyper Suprime Cam预成像将取得重大进展。
2023-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Correcting velocity dispersions of dwarf spheroidal galaxies for binary orbital motion
我们表明，矮球状星系的速度分散测量约4至10公里/秒是不可能膨胀超过20%，由于双星的轨道运动，并证明，可以确定的内在速度分散的精度在百分之几的两个历元的观测与1-2年的最佳时间间隔。关键的可观测值是阈值分数-在测量之间显示速度变化大于给定阈值的恒星的分数。阈值分数与双星引入的色散密切相关，而与双星的轨道参数和分布无关。我们概述了一个简单的程序，以纠正速度分散到百分之几的精度，通过使用阈值分数，并提供这种方法的拟合函数。我们还开发了一种方法，包括贝叶斯分析中的二进制速度分布，从单历元和两历元的速度测量约束性能的二进制人口。
2010-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Robust bounds on ALP dark matter from dwarf spheroidal galaxies in the optical MUSE-Faint survey
本研究利用五个经典及超暗弱矮椭球星系的 MUSE 光谱观测，搜寻 2.7–5.3 eV ALP 的辐射衰变，并在考虑暗物质分布不确定性后给出远低于 QCD 轴子带的稳健耦合限制。
2024-04-08 astro-ph.CO hep-ph
Effect of Black Holes in Local Dwarf Spheroidal Galaxies on Gamma-Ray Constraints on Dark Matter Annihilation
最近在矮星系中发现的黑洞的光学特征表明，低质量星系确实可以容纳中等质量的黑洞。这激发了对宿主暗物质密度分布的影响的评估，以及对暗物质湮灭截面与质量的平面上的约束的后果，源于费米大面积望远镜对来自当地矮椭球体的伽马射线的非观测。我们计算的密度分布使用三种不同的处方黑洞质量与一个给定的球状星系，并考虑到截止到密度从暗物质对湮灭。我们发现，从个别矮星的观测暗物质湮灭率的限制增强了几个高达$10^6$的因素，这取决于特定的星系，黑洞质量处方，和暗物质粒子质量。我们估计的限制，从一个样本的15个矮星，各种假设的矮黑洞的质量和暗物质密度分布绝热收缩前的综合观测。我们发现，如果局部矮椭球体中确实存在黑洞，那么，与假设无关，（i）银河系中心伽马射线过量的暗物质解释将被最终排除，（ii）将被排除的维诺暗物质质量约为3 TeV，（iii）香草热遗迹WIMPs必须重于100 GeV。
2014-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Discovery prospects of dwarf spheroidal galaxies for indirect dark matter searches
我们研究了大型巡天望远镜（LSST）在银河系中发现新矮球状星系的前景。采用Milky-Way晕子结构模型和连接暗晕和卫星星系的唯象公式，我们得到了$V$波段的表面亮度分布，预测LSST将发现几十到几百个高于其灵敏度的矮球状星系。即将被发现的矮星将是间接寻找暗物质湮灭产率的有趣目标。我们预测了这些天体中暗物质湮灭产生的γ射线辐射的分布函数，并讨论了这些信号在费米大天区望远镜（LAT）和切伦科夫望远镜阵列（CTA）上的可探测性。通过结合预测的矮星系的信息，我们得到了预期的灵敏度$10^{-26}$ cm $^3$ s $^{-1}$（对于质量为10 GeV的暗物质粒子与费米LAT）和$5\times 10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$（对于质量为500 GeV的暗物质粒子与CTA）的湮灭截面$\langle σv \rangle$。我们发现，目前的不确定性的银河晕的质量测量是相对较小的泊松误差相比，绘制最有前途的矮星从底层的通量分布。
2019-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for measuring dark matter microphysics with observations of dwarf spheroidal galaxies
银河系附近矮球状（dSph）星系中的暗物质湮灭有可能产生可探测的伽马射线特征。这个信号的幅度取决于dSph中的暗物质密度、暗物质粒子质量、湮灭中产生的光子数以及可能与速度相关的暗物质湮灭截面。我们认为，如果从多个dSphs的湮灭信号的幅度可以测量，它是可能的，以确定速度依赖性的湮灭截面。然而，我们表明，这样做将需要改进的dSph密度分布的约束，包括控制系统的不确定性的可能来源。对未来的改进做出合理的假设，我们对当前和未来的实验--包括费米、CTA和AMEGO --约束暗物质湮灭速度依赖性的能力进行了预测。
2021-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A fast radio burst in the direction of the Carina dwarf spheroidal galaxy
利用Parkes射电望远镜对船底座矮球状星系进行了实时观测，发现了一个快速射电暴（FRB 131104）。这次爆发的色散测量值为779 cm $^{-3}$ pc，超过了对银河系最大视线贡献的预测11倍。爆发的时间结构的特征在于在1582 MHz下具有2.0 $^{+0.8}_{-0.5}$ ms时间尺度的指数散射尾部，其作为频率缩放到功率$-$ 4.4 $^{+1.6}_{-1.8}$（所有不确定性代表95%置信区间）。由于单个光谱仪通道上的色散拖尾，我们将固有脉冲宽度限制为$<0.64$ ms。在78小时的跟踪观测中，帕克斯望远镜没有发现额外的零星发射，也没有相关的周期性射电发射的证据。我们假设爆发与船底座矮星系有关。在其他波长的后续观测是必要的，以测试这一假设。
2015-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
