Extragalactic and galactic gamma-rays and neutrinos from annihilating dark matter
我们描述宇宙伽马射线和中微子信号的暗物质湮灭，解释如何互补的这些信号提供额外的信息，如果可观察到的，可以启发粒子性质的暗物质。这是讨论的背景下，利用单独的银河系和河外的信号分量，使用球形晕模型分布的暗物质。我们的讨论与粒子物理学的标准模型的超对称扩展。我们考虑最小超对称标准模型（MSSM），其中中微子和γ射线都是由湮灭产生的。我们还考虑了一个规范的B-L，重子数减去轻子数，MSSM的扩展，其中湮灭可以是纯粹的重右手中微子。我们比较了这些信号的银河系和河外的组成部分，并得出结论，目前还不清楚哪一个可能占主导地位时，看银河平面。为了回答这个问题，我们必须了解晕子结构对湮没信号的贡献。我们发现，不同的理论与不可区分的伽玛射线信号可以区分的中微子信号。由于星系中心有丰富的天体物理源，因此很难观测到伽马射线湮灭信号;但是如果可以在宇宙射线产生的大气中微子上方观测到湮灭中微子，那么来自那里的湮灭中微子就不会那么隐蔽了。
2011-11-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Bounds on Cross-sections and Lifetimes for Dark Matter Annihilation and Decay into Charged Leptons from Gamma-ray Observations of Dwarf Galaxies
我们提供了暗物质横截面和寿命的保守界限，这些横截面和寿命来自直接或通过中间粒子$ϕ$湮灭或衰变为带电轻子产生的终态辐射。我们的分析利用了来自四颗银河系矮卫星的实验伽马射线通量上限：HESS对人马座的观测和VERITAS对天龙座、小熊座和威尔曼1号的观测。使用90%的置信水平下限的积分的暗物质分布，我们发现，这些限制在很大程度上无法排除暗物质湮灭或衰变的PAMELA和ATIC/PPB-BETS过剩的解释。然而，如果在矮星系中有一个额外的索末菲增强，它的速度色散比当地的星系晕低10到20倍，那么暗物质通过$ϕ$湮灭的截面就非常接近威尔曼1号的截面上限。暗物质直接湮灭到$τ$中的可能性也被威尔曼1作为过度的解释而略微排除，所需的横截面仅比天龙座的上限低几倍。最后，我们预测的伽马射线通量预计从矮星系Segue 1的费米伽马射线空间望远镜。我们发现，对于相当大一部分的参数空间，其中暗物质湮灭成带电轻子解释PAMELA过剩，费米有很好的前景检测到一个伽马射线信号从Segue 1经过一年的观察。
2009-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the origin of the gamma-ray emission from Omega Centauri: Milisecond pulsars and dark matter annihilation
我们探讨了两种可能的方案来解释观测到的伽马射线发射与非典型的球状星团欧米茄-半人马座：发射毫秒双星（MSP）和暗物质（DM）湮灭。在第一种情况下，产生伽马射线通量所需的MSP总数与在X射线中观察到的已知（但未确认）MSP候选者兼容。DM解释的动机是欧米茄-半人马座是一个古老的矮星系的残余核心的可能性托管幸存的DM组件。至少有两个湮灭通道，轻夸克和μ子，可以合理地产生所观察到的伽马射线谱。我们概述了DM质量的参数空间上的限制与产品的对湮灭截面和集成平方DM密度（所谓的J-因子）。我们将欧米茄-半人马座暗物质含量的上限转化为湮灭截面的下限。这表明s波湮灭成μ子与CMB观测不一致，而允许湮灭成轻夸克的小窗口。对欧米茄-半人马座内部运动学的进一步分析，和/或对居民MSP人口的额外信息将产生更强的约束，并揭示这个神秘的伽马射线源的起源。
2019-07-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Limits on dark matter annihilation in prompt cusps from the isotropic gamma-ray background
本研究针对早期宇宙形成的暗物质低质量尖峰可能增强湮灭伽马射线通量的问题，利用14年Fermi-LAT数据研究各向同性伽马射线背景，以95%置信度排除了120 GeV以下暗物质湮灭为$b\ar{b}$末态的可能，为暗物质湮灭研究提供了严格约束。
2024-03-21 astro-ph.CO 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
Fitting the Galactic Center Gamma-Ray Excess with Cascade Annihilations
在银河系中心方向的扩展区域中，明显过量的伽马射线具有暗示暗物质湮灭的空间分布和振幅。如果这种过剩确实是由于暗物质湮灭，它将表明存在暗物质和一个额外的粒子超出了标准模型，介导暗物质和标准模型状态之间的相互作用。我们引入参考模型描述暗物质湮灭对这些新的介质，这从热湮灭截面的SM-介质耦合，很容易解释缺乏直接的检测信号。我们确定的参数区域，给出了很好的描述的伽马射线过剩的几个有动机的选择调解人耦合到SM。我们发现质量为7-26 GeV的费米子暗物质和暗矢量介质，或者10-50 GeV范围内的标量暗物质（希格斯门介质）或10-65 GeV范围内的标量暗物质（亲光介质）可以提供与直接湮灭的情况相比相当或改进的拟合。我们证明，这些模型可以很容易地满足所有的约束，从对撞机实验，直接检测，和宇宙学。
2014-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma ray signals of the annihilation of Higgs-portal singlet dark matter
本文是对湮灭希格斯门单重标量和矢量暗物质的γ射线信号的探索。伽马射线信号被认为是在上下文中的贡献，从湮没的单线在星系晕的各向同性伽马射线背景（IGRB），在银河系中心过剩的背景下，并在矮球状星系的观测的背景下。我们发现，希格斯门单粒子的质量为$~$ 65 GeV的两个物种可以合理的精度解释银河系中心过剩，但这个质量范围是在目前的直接检测边界的紧张局势。我们还发现，在250-1000 GeV的质量范围内的单线态是一致的费米-LAT IGRB观测和直接检测边界。此外，从矮球状星系Segue I的伽马射线观测的界限被翻译成希格斯门耦合的界限。
2016-06-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Does the gamma-ray signal from the central Milky Way indicate Sommerfeld enhancement of dark matter annihilation?
最近，Daylan等人（2014）指出，来自银河系中央的GeV伽马射线过剩信号可以解释为$\sim 40$ GeV暗物质通过$b\bar{b}$通道的湮灭。基于伽马射线通量的形态，暗物质密度剖面的最佳拟合内斜率是$γ=1.26$。然而，最近对银河系暗物质轮廓的分析支持$γ=0.6-0.8$。在这篇文章中，我们表明，GeV的伽马射线过剩也可以解释的索末菲增强的暗物质湮灭通过$b\bar{b}$通道与$γ=0.85-1.05$。我们约束的索末菲增强湮灭的参数，通过使用费米LAT的数据。我们还表明，从矮星系发射的伽马射线通量的预测一般满足费米-LAT探测到的伽马射线通量的上限。
2016-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Angular distribution of gamma-ray emission from velocity-dependent dark matter annihilation in subhalos
我们考虑速度相关的暗物质湮灭对产生于暗物质晕下的伽马射线角分布的影响。我们假设暗物质势是球对称的，具有尺度半径和尺度密度，速度分布是各向同性的。我们发现，速度相关的暗物质湮灭效应在很大程度上取决于量纲分析;通过取决于暗物质分布的形式而不是取决于晕参数的因子来重新调整来自单个晕下的伽马射线发射的角大小，而通过取决于晕参数的因子来重新调整来自不同质量晕下的伽马射线通量的相对归一化，而不是暗物质分布的形式。我们将我们的研究结果的情况下，一个单独的subhalo和评论的应用这些结果的分布subhalos的纳瓦罗-弗伦克-怀特配置文件。
2019-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bremsstrahlung and Gamma Ray Lines in 3 Scenarios of Dark Matter Annihilation
γ射线光谱特征是间接寻找暗物质的重要手段。根据Barger等人的研究，我们考虑了DM湮灭为标准模型（SM）费米子对的3种简单情形。场景1是耦合到带电标量的马约拉纳DM候选者，场景2是耦合到带电规范玻色子的马约拉纳DM，场景3是耦合到带电矢量类费米子的实标量DM。如Barger等人所示，这3种情况下共享精确相同的内部韧致辐射光谱特征为伽马射线。然而，它们的现象学是不同的。特别是对于轻SM费米子的湮灭，在手征极限下，2体湮灭截面对于Majorana候选者是p波抑制的，而对于实标量是d波抑制的。在目前的工作中，我们研究的湮灭成2伽马，这三种情况下有不同的，所以潜在的可区分的，到伽马射线的光谱签名。在实标量候选者的情况下，我们提供了一个新的计算湮没成2伽玛的振幅。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Composition of the Fermi-LAT isotropic gamma-ray background intensity: Emission from extragalactic point sources and dark matter annihilations
对费米伽马射线空间望远镜（Fermi）上的大面积望远镜（LAT）观测到的各向同性弥散伽马射线背景（IGRB）进行了新的估计，获得了50个月的数据，能量范围为100 MeV-820 GeV，并对银河系前景进行了不同的建模。我们试图在这里的费米-LAT IGRB数据的γ射线未解决的排放从不同的河外人群的解释。我们发现非常好的适合实验IGRB，从活动星系核和恒星形成星系的发射理论预测。此外，我们探测了一种可能的发射来自我们银河系晕中弱相互作用的暗物质（DM）粒子的湮灭。我们设置严格的限制，其湮没截面到伽马射线，这是关于热遗迹的价值范围广泛的DM群众。我们还确定了DM质量和湮灭截面参数空间中的区域，这可以显着提高IGRB数据的拟合。我们的分析是在不同的IGRB数据集内进行的，这些数据集是从不同的银河系发射模型中获得的，这对IGRB的解释增加了很大的模糊性。
2017-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Galactic Substructure and Dark Matter Annihilation in the Milky Way Halo
我们研究子结构对星系晕中暗物质湮灭速率的影响。我们使用的子结构，可以扩展数值模拟结果的尺度太小，无法解决的模拟分析模型。我们首先校准的解析模型的数值模拟，然后确定湮灭助推因子，标准的WIMP模型以及那些与索末菲（或其他）增强，作为银河系的银心半径的函数。我们提供了一个估计的依赖性的伽马射线强度的WIMP湮灭的角距离的函数从银河系中心。这种方法，再加上未来的数值模拟结果可以是一个强大的工具，可以用来约束WIMP属性使用费米全天数据。
2010-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Extending Fermi-LAT and H.E.S.S. Limits on Gamma-ray Lines from Dark Matter Annihilation
来自暗物质湮灭的伽马射线谱线（$χχ\to γX$，其中$X=γ,h,Z$）在较低的能量下总是伴随着一个连续的伽马射线谱，该谱来自辐射修正（$X=γ$）和可能存在于最终状态的第二粒子的衰变碎片（$X=h,Z$）。这种与模型无关的伽马射线发射可以用来推导出不依赖于线特征的伽马射线线的新限制。虽然这样的限制预计不会那么严格，但它们可以用来探测$γ$ -射线线的存在，这些射线线的质量超过了目前望远镜可获得的最大能量。在这里，我们使用连续的伽马射线搜索从费米-LAT观测银河系矮球状星系和H.E.S.S.银河晕的观测将湮灭截面的限制扩展到单色光子到暗物质质量远远超过$500$ GeV（费米-LAT）和$20$ TeV（H.E.S.S.）。在这个大质量的制度，我们的研究结果提供了第一个约束$γ$ -射线线从暗物质湮灭。
2016-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Search for Gamma-ray Emission from Dark Matter Annihilation in the Large Magellanic Cloud with the Fermi Large Area Telescope
在50千秒差距的距离和$\sim10^{10}$ M $_{\odot}$的暗物质质量，大麦云云（LMC）是间接暗物质搜索的天然目标。我们使用五年的数据从费米大面积望远镜（LAT）和更新的模型的伽马射线发射的标准天体物理组件，以寻找一个暗物质湮灭信号从大麦哲伦星云。我们进行旋转曲线分析，以确定暗物质的分布，设置一个强大的最小暗物质的量在LMC，我们用它来设置保守的界限上的湮灭截面。LMC的辐射通常可以用标准天体物理源很好地描述，一旦考虑到系统的不确定性，在LMC的运动中心附近最多可以识别出一个$1-2σ$过量。我们把竞争边界上的暗物质湮灭截面作为暗物质粒子质量和湮灭通道的函数。
2015-04-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Effects of Velocity-Dependent Dark Matter Annihilation on the Energy Spectrum of the Extragalactic Gamma-ray Background
计算了速度依赖的暗物质湮灭截面对河外γ射线背景强度的影响。我们的形式主义不假设暗物质粒子在相空间中的局部热分布，并且对任意速度依赖的湮灭是有效的。作为具体的例子，我们计算了p波湮灭（具有$σv=a+bv^2$的$v$加权截面）对宇宙暗物质晕中产生的河外γ射线的平均强度的影响。这种速度的变化使得能谱的形状更硬，但是这种形状的变化太小了，除非$b/a\agt 10^6$。虽然我们没有找到这样的模型在参数空间的最小超对称标准模型（MSSM），我们表明，它是可能的，以找到$b/a\agt 10^6$在扩展MSSM $\otimes U(1)_{B-L}$。然而，我们发现p波湮没的最主要影响是对γ射线背景振幅的抑制。在暗物质冻结时期的非零$b$需要较小的$a$值，以满足遗迹密度约束，抑制幅度的一个因素低至$10^{-6}$的热遗迹。非热遗迹的振幅压制较弱。作为另一种速度依赖效应，我们计算了吸引索末菲效应增强的s波湮灭为费米子的谱。与这种效应相关的共振导致强度显著增强，能量谱略微柔和。
2010-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for indirect MeV Dark Matter detection with Gamma Rays in light of Cosmic Microwave Background Constraints
质量在MeV范围内的暗物质粒子的自湮灭可以通过瞬发或二次辐射产生伽马射线。然而，这种轻暗物质粒子的湮灭率受到宇宙微波背景（CMB）数据的严格限制。在这里，我们探讨了发现兆电子伏暗物质湮灭与未来兆电子伏伽马射线望远镜考虑到最新的和未来的CMB的限制的可能性。我们研究了最佳能量窗口作为主导湮没末态的函数。我们认为这两个（保守）的情况下，矮球状星系天龙座和（更乐观）的情况下，银河系中心。我们发现，对于某些通道，包括那些与一个或两个单色光子（S）和一个或两个中性π介子（S），一个可检测的伽马射线信号是可能的，为两个目标正在考虑，并与CMB约束兼容。然而，对于其他湮灭通道，包括所有轻子湮灭通道和两个带电π介子，CMB数据排除了任何重要的暗物质湮灭信号，在未来的MeV伽马射线望远镜从矮星系，但可能不是银河系中心。
2017-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Interpretation of the gamma-ray excess and AMS-02 antiprotons: Velocity dependent dark matter annihilations
在最近的AMS-02观测中，银河系中心的GeV γ射线过剩和可能的反质子过剩的两个信使结果表明，这两个异常可能是由于同一个起源--暗物质（DM）湮灭到$b \bar b$中，而这些结果似乎与矮球状星系的观测相矛盾。为了给出一个相容的解释，我们考虑了赝标量DM粒子$S_d^+ S_d^-$通过$S_d^+ S_d^- \rightarrow S_d^0 S_d^0$湮灭，这个过程由一个新的标量$ϕ$和$S_d^0$介导，迅速衰减为$b \bar{b}$。对于具有简并质量的三重态粒子$S_d^+$、$S_d^-$和$S_d^0$，DM的湮灭截面与相对速度$v_r$成线性关系，从而放松了矮球状星系的约束。参数空间推导出相应的约束。虽然在对撞机和DM直接探测中揭示新扇区的痕迹似乎具有挑战性，但从$S_d^0$衰变中间接搜索伽马射线线有可能揭示DM湮灭，伽马射线线$\sim m_{S_d^0} /2$的能量约为50 $-$ 75 GeV。
2017-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Effective J-Factor of the Galactic Center for Velocity-Dependent Dark Matter Annihilation
我们提出了有效的$J$的银河系的情况下，暗物质湮灭的p波或d波抑制的因素。我们发现，暗物质湮灭的速度抑制可以有相当大的影响，在银河系中心的潜在暗物质湮灭信号的形态。特别是来自银河系中心最里面区域的伽马射线通量受到抑制。我们发现，对于暗物质密度分布与陡峭的内部斜坡，形态的银河系内的伽马射线发射的p波模型可以在标准的s波模型的形态相似。这种相似性可能表明，S波和P波之间的模型区分是具有挑战性的，例如，当拟合银河系中心过剩时。然而，我们发现，这是很难同时匹配的s-和p-波形态在大和小的角度尺度。我们计算的$J$因子可以用天体物理前景模型来实现，以自洽地确定具有速度抑制的暗物质湮灭的过量的形态。
2019-10-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The detectability of dark matter annihilation with Fermi using the anisotropy energy spectrum of the gamma-ray background
大尺度弥散伽马射线背景的各向异性（各向异性能谱）的能量依赖性可以揭示多个源群的存在。湮灭银河系晕子结构中的暗物质可能会引起费米测量的弥散伽马射线发射的各向异性能谱的调制，从而使暗物质信号的检测成为可能。我们确定了暗物质引起的调制的情况下，未解决的耀变体是主要贡献者以上的测量发射~1 GeV的可探测性，并发现在某些情况下，对湮灭截面的顺序的预期值热遗迹暗物质可以产生一个可探测的功能。我们预计，这种技术的灵敏度，以特定的暗物质模型可以提高定制的似然分析方法。
2010-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma-Ray Observations of Galaxy Clusters Strongly Constrain Dark Matter Annihilation in Prompt Cusps
本研究构建星系团内即时暗物质尖点的湮灭模型，利用15年Fermi-LAT伽马射线数据未发现相关信号超出，对200 GeV以下湮灭型热暗物质的b\bar{b}道截面施加强约束。
2025-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sharp Gamma-ray Spectral Features from Scalar Dark Matter Annihilations
在伽玛射线光谱中寻找清晰的特征是一种很有前途的方法，可以用来识别天体物理背景下的暗物质湮灭信号。在本文中，我们研究的产生的伽马射线线和内部韧致辐射信号的玩具模型中，暗物质粒子是一个真正的标量耦合到轻子和奇异费米子通过汤川耦合。我们表明，费米-LAT和H.E.S.S.对线状光谱特征的搜索严重地限制了热产生标量暗物质的参数空间的区域。最后，我们还讨论了互补性的搜索尖锐的光谱特征与其他间接的暗物质搜索，以及与直接和对撞机搜索。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Mapping dark matter in the gamma-ray sky with galaxy catalogs
交叉关联伽马射线地图与星系在低红移宇宙中的位置大大增加了对暗物质粒子湮灭特征的敏感性。低红移星系是理想的目标，因为湮灭对伽马射线天空中各向异性的最大贡献来自$z\lesssim 0.1$，我们预计来自耀变体等天体物理源的贡献最小。如果暗物质具有正则湮灭截面且质量小于$\sim$ 100 GeV，那么将Fermi-LAT的5年数据与2 MASS巡天的红移星表进行交叉相关，可以探测到来自湮灭的伽马射线。
2014-06-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modelling the flux distribution function of the extragalactic gamma-ray background from dark matter annihilation
单点函数（即，各向同性通量分布）是在寻找伽马射线暗物质湮灭特征中对（各向异性）两点相关的补充方法。利用结构形成和暗物质晕特性的分析模型，我们计算了由于河外暗物质晕中的湮灭而引起的伽马射线通量分布，因为它将被费米大天区望远镜观测到。结合中心极限定理和蒙特卡罗采样，我们表明，通量分布的形式是一个狭窄的高斯“漫射”光，与“未解决的点源”的幂律尾巴作为一个结果，明亮的晕。我们认为，由于暗物质的背景构成了一个不可减少的和重要的背景成分的点源湮灭搜索与星系团和矮球状星系，修改预测的信噪比。对该信号的天体物理背景的研究表明，总伽马射线通量分布的形状对暗物质成分的贡献非常敏感，使我们能够预测湮灭截面上有希望的一点上限。我们表明，通过使用在只有一个能量箱的通量分布，可以探测的典型截面解释的遗迹密度所需的，为暗物质的质量在几十个GeV。
2015-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Loop-induced dark matter direct detection signals from gamma-ray lines
最近提出了改进的极限以及暗物质湮灭为伽马射线的试探性声明。在假设暗物质与原子核之间没有耦合的情况下，我们研究了暗物质湮灭为两个光子的直接探测截面。我们发现一个惊人的非标准反冲光谱由于不同的破坏性干扰贡献的暗物质核散射截面。虽然在s波湮灭的情况下，直接检测实验的电流灵敏度不足以与间接检测搜索竞争，但对于p波湮灭，直接搜索的约束是可比的。这将允许测试暗物质与p波湮灭的情况下，预测一个大的双光子湮灭截面在下一代的实验。
2012-12-03 astro-ph.CO hep-ph
Anisotropy probe of galactic and extra-galactic Dark Matter annihilations
本文研究了银河系和外星系晕中暗物质湮灭产生的γ射线通量和角功率谱。湮灭信号接收来自以下方面的贡献：a）平滑的MW晕，b）MW中已分辨和未分辨的子结构，c）所有红移处的外部DM晕，包括d）它们的子结构。采用自洽的描述本地和河外的子结构，我们表明，湮灭流量从子结构中的MW占主导地位的所有其他组件的角度大于O（1）度的银河系中心，除非采取极端处方的子结构浓度。我们还计算了伽马射线各向异性的角功率谱，发现对于粒子物理参数的乐观选择，费米LAT卫星很快就能在低多极子（l<100）发现DM湮灭的有趣特征，其中主要贡献来自质量M>10^4太阳质量的MW子结构。对于我们采用的子结构模型，我们发现河外湮灭的贡献在所有尺度上都是可以忽略的。
2009-01-19 astro-ph.CO
Dark Matter Signals from Cascade Annihilations
对PAMELA和ATIC观测到的电子/正电子过剩现象的主要解释是星系晕中的暗物质湮灭。根据湮灭通道的不同，电子/正电子信号可能伴随着银河伽马射线或中微子通量，而这种通量的未检测限制了暗物质的耦合和晕属性。在本文中，我们研究的相互作用的电子数据与伽马射线和中微子约束的级联湮灭模型的背景下，其中暗物质湮灭成轻的自由度，这反过来又衰变成轻子在一个或多个步骤。电子和μ子级联给出了一个合理的适合PAMELA和ATIC数据。与直接湮灭相比，级联湮灭可以将末态辐射对γ射线的约束软化一个数量级。然而，如果暗物质主要湮灭为μ子，则中微子约束是稳健的，而不管级联衰变步骤的数量。我们还研究了最近提出的“轴子门户”的情况下的电子数据和伽马射线/中微子的约束。
2009-01-30 astro-ph.CO hep-ph
Gamma-ray lines and One-Loop Continuum from s-channel Dark Matter Annihilations
对暗物质进行间接探测的时代已经开始，伽马射线探测器的灵敏度现在接近与弱相互作用大质量粒子相关的参数空间。特别是，伽马射线线将是暗物质湮灭的确凿证据，尽管与连续谱相比，它们通常被抑制。在本文中，我们特别注意的1-loop连续产生的伽马射线线和调查的条件下，一个暗物质模型可以自然地导致线信号，是相对增强。我们研究通用类的模型，其中DM是一个费米子，通过S-通道介质，这是一个矢量或标量和识别的耦合和质量条件下，发生大的线信号的湮灭。我们专注于“禁止通道机制”，主张几年前在“希格斯在空间”的情况下，树级湮灭是今天的运动学禁止。详细计算了所有单回路湮没通道。我们挑选出非常简单的模型与一个大的线在连续比，并提出了一般的预测，大范围的WIMP质量，不仅是相关的费米和赫斯II，但也为下一代的望远镜，如CTA和伽玛-400。还讨论了来自遗迹丰度、直接探测和碰撞器边界的约束。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the annihilation cross section of dark matter particles from anisotropies in the diffuse gamma-ray background measured with Fermi-LAT
宇宙学晕（包括银河系晕）中暗物质粒子的湮灭产生了弥散伽马射线背景（DGRB）。由于这种贡献在天空中表现为各向异性，因此可以使用DGRB中各向异性的角功率谱来约束暗物质粒子的性质。通过比较修正后的暗物质湮灭DGRB角功率谱解析模型与费米大天区望远镜（LAT）最近22个月观测数据的功率谱，给出了暗物质质量对暗物质粒子湮灭截面的上限.我们发现，目前的数据排除了在暗物质质量为10 GeV时湮灭为b \bar{b}的<σv> >~ 10^{-25} cm ^3 s^{-1}，这是正则截面的三倍。暗物质质量越大，极限就越弱。通过更多的费米-LAT数据以及使用较低多极（l <~ 150）的功率谱，可以进一步改善极限，由于潜在的银河前景污染，目前还没有使用。
2013-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma Lines from Majorana Dark Matter
我们讨论简单的模型，预测存在显着的伽马射线通量从暗物质湮灭。在这种背景下，暗物质候选者是马约拉纳费米子，它具有速度抑制的树能级湮灭成标准模型费米子，但不受抑制地湮灭成光子。这些伽马线可以很容易地从连续体中区分出来，并为测试这些模型提供了可能性。
2016-01-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Annihilation vs. Decay: Constraining Dark Matter Properties from a Gamma-Ray Detection in Dwarf Galaxies
虽然大多数被提出的暗物质候选者都是稳定的，但为了使暗物质今天存在，唯一的要求是它的寿命要比宇宙的年龄长，t_U ~ 4 10^17 s。此外，暗物质粒子可以通过非热过程产生，并且具有比热暗物质的正则值<sigma v>~ 3 10^{-26} cm 3/s更大的湮灭截面。我们提出了一个战略，区分暗物质湮灭和/或衰变的情况下，一个明确的信号，在未来的银河系矮星系的伽玛射线观测与伽玛射线实验。在仅测量能谱的情况下，不可能区分这些情况。我们表明，通过研究信号的角分布的强度和能量谱的依赖性，可以识别信号的起源，和一些信息的子结构的存在可能会被提取。
2010-12-10 astro-ph.CO hep-ph
Gamma Rays from Top-Mediated Dark Matter Annihilations
伽马射线能谱中的线是一种迷人的实验信号，通常被认为是暗物质湮灭的“确凿证据”。目前这一代的伽马射线天文台目前正在接近参数空间的极大兴趣的背景下，暗物质，这是一个热遗迹。我们考虑的理论中，暗物质的主要连接到标准模型是通过顶夸克，实现强伽马射线线一致的热遗迹，通过禁止通道机制中提出的希格斯在空间模型。我们认为现实的紫外线完成的希格斯在空间和相关的理论，并表明，丰富的结构，可观察到的伽马射线线是一致的热遗迹，以及从暗物质搜索和大型强子对撞机的约束。特别注意的是一个循环的贡献，连续伽马射线，它可以很容易地淹没线信号在某些情况下，在以前的文献中，在很大程度上被忽视。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Extragalactic gamma-ray signal from Dark Matter annihilation: a power spectrum based computation
我们重新计算宇宙学暗物质湮灭的河外伽玛射线信号。众所周知，该信号的预测依赖于模型，这是由于小尺度下暗物质分布的团块性的不同描述，导致相对于平滑分布的情况的增强。我们展示了如何直接计算这个“通量乘数”的非线性功率谱方面提供了一个概念上更简单的方法，并可能减轻一些问题，如外推问题。事实上，构建功率谱的非常简单的分析方法产生的结果类似于流行的Halo模型的预期，并具有直接的替代误差估计。对于这种特定的应用，人们还避免了识别（通常依赖于文献）进入Halo模型的概念的需要，以比较不同的模拟。
2012-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Extragalactic gamma-ray background radiation from dark matter annihilation
如果暗物质是由中性伴子组成的，那么最令人兴奋的探测前景之一就是观测中性伴子对湮灭产生的伽马射线辐射，这一过程可能对河外伽马射线背景（EGB）辐射有重要贡献。在这里，我们使用高分辨率的千禧-II模拟宇宙结构的形成，以产生预期的辐射来自河外暗物质结构的第一个全天空地图。我们的地图制作过程中考虑到总的伽马射线光度从所有的晕和subhaloes，并包括未解决的组件的排放以及外推到中性伴子的阻尼尺度限制的校正。我们的分析还包括根据基于最小超引力的特定超对称模型对信号进行适当的归一化。利用新的模拟图可以研究暗物质湮灭产生的伽马射线背景的角功率谱，这种背景具有与湮灭过程的性质有关的独特特征，在最近发射的FERMI卫星即将进行的观测中可以探测到。我们的研究结果是在广泛的协议与分析模型的伽马射线背景，但它们也包括高阶相关性不容易在分析计算，此外，提供详细的光谱信息，每个像素。特别地，我们发现不同能量下的差分图可以揭示宇宙在低、中红移时的大尺度结构。如果本征发射光谱的特征在于发射峰，则具有伽马射线湮灭辐射的宇宙学层析成像在原则上是可能的。
2010-02-04 astro-ph.CO
Cross-Correlation of Cosmic Shear and Extragalactic Gamma-ray Background: Constraints on the Dark Matter Annihilation Cross-Section
利用加拿大-法国-夏威夷透镜巡天和费米大天区望远镜的观测数据，首次测量了弱引力透镜和河外γ射线背景辐射的互相关。互相关是一个强大的探针的签名暗物质湮灭，因为宇宙剪切和伽马射线发射直接起源于相同的DM分布在宇宙中，它可以用来推导约束暗物质湮灭截面。我们表明，测量的透镜γ相关性是一致的零信号。将结果与理论预测相比较，我们排除<sigma v>了100 GeV暗物质的暗物质湮灭截面=10^{-24}-10 ^{-25} cm ^3 s^-1。如果暗物质晕的质量尺度低至10^-6 M_sun，我们就能够将<sigma v>10 GeV的暗物质湮灭的热截面限制在约3 x 10^{-26} cm ^3 s^-1，使其湮灭为τ ^{+} τ ^{-}。未来的引力透镜测量将提高探测器湮灭截面的灵敏度，<sigma v>即使是对100 GeV的暗物质也是如此。对天体物理源对互相关信号的贡献进行详细建模，可以进一步改善约束约40- 70%。
2014-08-28 astro-ph.CO
