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
Dark matter annihilation signals from the Large Magellanic Cloud and its impact on the Milky Way
本研究利用Auriga模拟分析大麦哲伦云的暗物质湮灭信号及其对银河系的影响，发现LMC的伽马射线信号显著高于背景，并为速度相关模型设定了更严格的截面上限。
2025-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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 impact of EDGES 21-cm data on dark matter interactions
最近宣布的21厘米吸收光谱的EDGES实验的结果可以放置非常严格的限制暗物质湮灭截面。我们适当地考虑了从暗物质湮灭释放的热能从辐射历元到21厘米观测红移的辐射转移计算气体温度的演变。我们的结果表明，全球21厘米吸收轮廓是一个强大的宇宙学探测的暗物质相互作用。对于暗物质湮灭成正负电子对，EDGES结果给出了比普朗克结果更严格的上限，即在较低的暗物质质量区域的湮灭截面.
2018-11-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bright gamma-ray Galactic Center excess and dark dwarfs: Strong tension for dark matter annihilation despite Milky Way halo profile
我们将银河系暗物质晕轮廓的不确定性，以及在暗物质湮灭模型的费米伽马射线太空望远镜检测到的银河系中心扩展伽马射线过剩（GCE）的弥漫伽马射线发射的不确定性的会计。当包括这些未知量时，粒子湮灭率和质量的范围扩大。然而，两个最精确的经验测定银河系晕的局部密度和密度分布离开信号区域是在相当大的张力与暗物质湮灭搜索从合并矮星系分析单通道暗物质湮灭模型。GCE和矮星的张力可以得到缓解，如果：一，晕是非常高度集中或强烈收缩;二，暗物质湮灭信号区分矮星和GC;或，三，本地恒星密度的措施被发现是显着较低的，从最近的恒星计数，增加当地的暗物质密度。
2016-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Mildly boosted dark matter annihilation and reconciling indirect galactic signals
针对标准热退耦暗物质模型无法调和银心伽马射线超出与矮星系观测矛盾的问题，本文提出双成分暗物质模型，通过需束缚在宿主星系中的轻度增强粒子产生尺度依赖信号，为两类观测差异提供暗物质框架下的解释。
2024-06-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Dark matter annihilation and the Galactic Centre Excess
我们比较表面亮度的轮廓和形态的银河系中心过剩（GCE）确定在广角$γ$射线图从费米大面积望远镜的暗物质湮灭预测来自高分辨率$Λ$ CDM磁流体动力学模拟的星系形成。这些模拟产生了孤立的，盘主导的星系结构，恒星星族，气体含量，恒星和晕质量与银河系相当。对于湮灭截面的特定选择，它们在整个观测角度范围内（$1^{\circ}$到$15^{\circ}$）与费米-LAT数据吻合得很好，而它们的暗物质对应物，缺乏重子引力效应对内晕的任何压缩，无法预测像观测到的那样集中在中心的发射。这些结果提供了额外的支持的假设，即GCE是由湮灭暗物质。然而，如果它是由不同的机制产生的，它们就意味着湮灭率有一个很强的上限，这个上限可以转化为预期的$γ$射线通量的上限，不仅来自银河系内部，而且来自星系晕中任何有或没有恒星的子结构。
2022-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On-Shell Mediators and Top-Charm Dark Matter Models for the Fermi-LAT Galactic Center Excess
费米大天区望远镜观测到的来自银河系中心的过量伽马射线被认为是暗物质湮灭的可能信号。最近，费米合作表明，系统误差扩大了这种过剩的光谱形状的范围。我们证明适合这个范围内（1）违反口味的湮灭顶粲对和（2）湮灭壳玻色子介质衰减到标准模型夸克在一个提升框架。湮灭40 - 100 GeV DM对自旋-1介质提供了一个很好的适合费米-LAT光谱与热遗物的归一化一致。顶魅模和湮灭到三个赝标量介质可以符合光谱形状，但通常需要非热湮灭截面。
2015-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Annihilation into Four-Body Final States and Implications for the AMS Antiproton Excess
我们把暗物质湮灭看作是标准模型粒子的一组末态，包括由中间态衰变产生的两体和四体末态。对于质量约为10-10^5 GeV的暗物质，我们使用普朗克和费米-LAT、MAGIC和VERITAS等高伽马射线实验的更新数据来约束每个末态的湮灭截面。普朗克约束是在整个质量范围内湮灭为轻轻子的最严格的约束，费米-LAT约束是质量高达~10^4 GeV的四体末态最严格的约束。我们根据最近AMS反质子的结果考虑了这些限制，并表明对于轻介质，当质量为mx ~ 60-100 GeV的暗物质和介质质量mx/mx ~< 1时，用暗物质解释AMS数据是可能的，并且与费米-LAT内星系测量保持一致。
2017-09-21 astro-ph.HE hep-ph
Galactic Positron Excess from Selectively Enhanced Dark Matter Annihilation
对宇宙射线中正电子通量的精确测量揭示了在$E\simeq 300\,\mathrm{GeV}$周围的光谱中存在一个无法解释的隆起，不能明确地归因于已知的天体物理过程。我们建议湮灭的质量$m_χ= 780\,\mathrm{GeV}$暗物质的晚时间截面$σv = 4.63\times 10^{-24}\,\mathrm{cm^3\,s^{-1}}$作为一个可能的来源。由于选择性的$p$ -波索末菲增强，湮灭率对暗物质速度的非单调依赖性，允许来自银河系的如此大的信号，而不违反CMB和矮星系观测的相应约束。我们简要地探讨了这种情况下的其他签名，并概述了在未来的实验中测试它的途径。
2020-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Rays from Dark Matter Annihilation and Big-Bang Nucleosynthesis
PAMELA和ATIC实验对宇宙射线电子和正电子通量的测量表明存在具有大湮灭截面的湮灭暗物质。我们表明，大爆炸核合成时期的暗物质湮灭影响轻元素丰度，并给出了严格的约束，这种情况下的强子湮灭的暗物质的湮灭方案。对轻子湮灭暗物质模型的限制就不那么明显了。
2009-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Dark Matter Annihilation Signal from Dwarf Galaxies and Subhalos
暗物质湮灭对于直接探测星系晕的块状性有着巨大的潜力，而星系晕是冷暗物质等级结构形成范式的关键预测之一。在这里，我们审查的伽马射线信号所产生的暗物质湮灭在银河系晕中心。我们认为这两个已知的银河系矮卫星星系和黑暗的团块没有恒星的组成部分作为潜在的来源。利用通过Lactea II数值模拟，我们估计通量18银河系矮椭球与公布的中心密度。最有希望的来源是Segue 1，其次是Ursa Major II，Ursa Minor，Draco和Carina。我们表明，如果任何已知的银河系卫星可以被检测到，那么至少有十倍以上的subhalos应该是可见的，其中很大一部分是黑暗的团块。
2009-06-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Heating of galactic gas by dark matter annihilation in ultracompact minihalos
湮灭中的暗物质晕中的子结构的存在将有望大大提高湮灭发生的速度。暗物质的超致密迷你晕（UCMH）是其中一个更极端的例子。这种加速的湮灭可以在星系的一生中向其气体注入大量的能量。在这里，我们确定的UCMH子结构的助推因子对银河系型星系中的星系气体加热的影响，通过N体模拟。如果暗物质的$1\%$作为UCMH存在，则相应的增强因子可以是$10^5$阶。对于合理的值的相关参数（湮灭截面$3\times10^{-26} ~\textrm{cm}^3~ \textrm{s}^{-1}$，暗物质质量100 GeV，10%的加热效率），我们表明，在0.1%的水平UCMH的存在下，将注入足够的能量，从晕中喷出大量的气体，可能会阻止恒星形成$\sim$ 1千秒差距的晕中心。
2017-05-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sensitivity of CTA to dark matter signals from the Galactic Center
银河系中心是用伽马射线间接探测暗物质最有希望的目标之一。我们调查即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的暗物质湮灭和衰变在银河系中心的敏感性。由于银河系的暗物质晕的内部密度分布是不确定的，我们研究了银河系密度分布的斜率，向内的太阳，探测暗物质信号与CTA的前景的影响。我们发现CTA对湮灭信号的灵敏度强烈依赖于内部轮廓斜率，而在暗物质衰变的情况下，这种依赖性更为温和。令人惊讶的是，我们发现，信号和背景区域的最佳选择几乎是独立的假设的密度分布。对于基准的Navarro-Frenk-White配置文件的情况下，我们发现，CTA将能够探测湮灭截面远低于规范的热遗迹值的暗物质质量从几十个GeV到$\sim 5$ TeV的湮灭$τ^{+}τ^{-}$，并将实现只有稍微弱的灵敏度为$b\bar{b}$或$μ^{+}μ^{-}$湮灭。CTA将显著提高对$\sim 100$ GeV以上质量的暗物质湮灭信号的电流灵敏度，覆盖与费米大面积望远镜搜索所探测的参数空间互补的参数空间。将宇宙射线电子和正电子光谱中的明显过剩解释为暗物质衰变的信号，也可以用银河系中心的CTA观测来检验。我们表明，无论是湮灭和衰变，包括光谱信息的硬通道（如$μ^{+}μ^{-}$和$τ^{+}τ^{-}$）导致增强的灵敏度暗物质质量以上$m_{\rm DM}\sim 200$ GeV。
2014-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutrinos from captured dark matter annihilation in a galactic population of neutron stars
本文研究了银河系中心中子星群体捕获的暗物质通过长寿命媒介子湮灭产生中微子通量的情景，并发现IceCube/KM3NeT等千吨级探测器在TeV-PeV质量范围内的暗物质-核子散射截面探测上优于当前极限。
2022-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Fermi-LAT constraints on diffuse Dark Matter annihilation from the Galactic Halo
我们的银河系位于一个巨大的暗物质（DM）“光环”的中心。在许多可行的粒子物理模型中，这种浓度会产生一个间接的弱相互作用大质量粒子（WIMP）湮灭信号，该信号在费米LAT的能量范围内达到峰值。我们的知识的扩散背景是必不可少的放置合理的限制DM质量和横截面。我们将一个系统的变化GALPROP银河弥漫背景模型，受当前的宇宙射线测量，到配置文件的可能性分析，并提出初步上限的DM湮灭截面使用费米-LAT数据。
2010-12-03 astro-ph.HE hep-ph
Substructure Boosts to Dark Matter Annihilation from Sommerfeld Enhancement
最近引入的索末菲增强的暗物质湮灭截面的探测暗物质湮灭在星系晕的subhalos有重要的意义。除了这些次晕相对于主晕的高密度对暗物质湮灭截面的推动之外，索末菲增强导致的额外推动是因为它们在运动学上比星系晕更冷。如果我们进一步相信CDM的一般预测，在每个subhalo有一个丰富的子结构，这是近似自相似的星系晕，然后我表明，额外的推动来自这些小的子结构的密度增强和它们的小速度色散增强暗物质湮灭截面甚至进一步。我发现，非常大的提升因子（$10^5$到$10^9$）是在一个大类的模型中获得的。这些助推因子对探测星系晕中矮球状星系的暗物质湮灭的影响是这样的，一般来说，它们比背景伽马射线通量更亮，可以被费米伽马射线太空望远镜探测到。
2009-04-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Radio constraints on Galactic WIMP dark matter
电子宇宙线群的同步辐射可以用来研究宇宙射线物理和无线电天空图上的WIMP暗物质印记。我们使用现有的无线电数据-从MHz到GHz -分析银河系WIMP湮灭的贡献，并对WIMP观测值施加限制：湮灭截面，通道和质量。根据湮灭通道，我们得到的竞争边界中获得的费米-LAT伽玛射线分析的矮卫星星系。
2013-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching Accretion-Enhanced Dark Matter Annihilation Signals in the Galactic Centre
本研究结合Fermi和DAMPE数据，在Sgr A*附近尖峰密度中分析p波、共振和禁戒暗物质湮灭，通过六维积分计算伽马射线通量，并为ALP耦合常数设定上限。
2024-10-24 astro-ph.HE hep-ph
Enhancements in velocity-dependent dark matter annihilation in Galactic subhalos
本文基于Aurgia模拟研究子晕中依赖于速度的暗物质湮灭，发现考虑平滑成分重叠贡献后湮灭率显著增强，并提供了计算该增强因子的方法及其对矮椭球星系暗物质限制的影响。
2025-09-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Potentially Detectable Gamma-Ray Line in the Fermi Galactic Center Excess -- In Light of One-Step Cascade Annihilations of Secluded (Vector) Dark Matter via the Higgs Portal
我们显示了一个潜在的可检测的伽马射线线的存在下，在费米银河系中心多余的光的隐蔽（矢量）暗物质（DM）模型中，隐藏的标量，几乎退化与DM的质量，介导的相互作用的隐蔽DM与标准模型（SM）由于其混合与SM希格斯。我们发现参数区域$m_X\in[60, 132]$ GeV可以提供一个很好的拟合费米银河系中心的γ射线过剩谱，出现一个突出的γ射线线的能量$\in [30, 66]$ GeV。最佳拟合给出了具有$p$值$\, =0.42$的$m_X\simeq m_S \simeq 86$ GeV，因此由标量介体衰变为$γγ$产生的合成伽马射线线在43 GeV处达到峰值。我们从费米-LAT伽玛射线线搜索、费米-LAT矮球状星系的伽玛射线观测和普朗克宇宙微波背景测量中得到了湮灭截面的约束条件。对于隔离矢量DM模型，示出了由当前XENON 1 T和未来LUX-ZEPLIN约束的参数空间。最后，对于Higgs扇区间的混合角，我们讨论了它的下界，这是大爆炸核合成约束所要求的，与隐藏扇区退耦温度有关。
2020-07-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Confronting Galactic center and dwarf spheroidal gamma-ray observations with cascade annihilation models
许多粒子暗物质模型预言暗物质会经历级联湮灭，即湮灭产物是四体末态。在与模型无关的级联湮没模型的背景下，我们研究了费米- LAT银河系中心γ射线发射的暗物质解释与矮球状星系零检测的兼容性。对于银河系密度剖面和局域暗物质密度的正则值，我们发现暗物质对银河系中心辐射的解释受到很强的约束。然而，暗物质分布的不确定性削弱了这些限制，并在广泛的质量尺度上留下了开放的暗物质解释。
2015-08-30 astro-ph.HE hep-ph
Hidden Higgs Portal Vector Dark Matter for the Galactic Center Gamma-Ray Excess from the Two-Step Cascade Annihilation, and Muon g-2
我们已经建立了一个轻子特有的次小双希格斯门矢量暗物质模型。隐藏扇区中的矢量暗物质并不直接耦合到可见扇区，而是湮灭成隐藏的希格斯玻色子玻色子，后者通过一个小的耦合衰变成CP奇希格斯玻色子玻色子。在这个模型中，银河系中心的γ射线过剩主要是由于在末态中$τ$的两步级联湮灭。在不违反轻子普适性和$τ$衰变严格约束的情况下，用银河系中心过剩拟合得到的CP奇希格斯粒子$A$的质量可以在2 $σ$水平上解释μ子$g-2$异常.我们展示了三种不同的冻结出类型的暗物质遗迹，被称为（i）传统的WIMP暗物质，（ii）非传统的WIMP暗物质和（iii）吃共衰变的暗物质，这取决于隐藏的希格斯粒子和可见的两个希格斯粒子之间的混合角的大小。隐藏扇区中的暗物质在直接搜索或对撞机中被隔离而不被检测到，而暗物质湮灭信号在一般的隐藏扇区暗物质模型中不被抑制。我们讨论了矮球状星系观测的约束条件和Fermi-LAT投影灵敏度。
2018-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Spherical harmonics analysis of Fermi gamma-ray data and the Galactic dark matter halo
我们认为，伽玛射线球谐函数图的分解是一个敏感的工具，研究暗物质（DM）的湮灭或衰变的主要星系晕的银河系。在不包括银河平面的窗口中使用球谐分解，我们发现，对于一年的费米数据，在天体物理背景中添加一个球模板（例如视线DM湮灭剖面）会显著降低数据拟合的卡方系数。在某些能量仓中，这种DM样分数的显著性高于三个西格玛。这可以被看作是DM湮灭信号的暗示，尽管此时不能排除天体物理来源。我们使用导出的DM分数作为DM湮灭信号的保守上限。在bb-棒湮灭通道的情况下，极限比矮星系的极限小两倍。我们的方法的不确定性主要是由系统学建模的天体物理背景。我们表明，与一年的费米数据的统计灵敏度将足以检测DM湮灭与热冻结的截面的质量低于100 GeV。
2011-08-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Some Implications of the Leptonic Annihilation of Dark Matter: Possible Galactic Radio Emission Signatures and the Excess Radio Flux of Extragalactic Origin
我们给出了暗物质候选者湮灭为2轻子和4轻子末态的射电辐射的理论预言。然后，我们比较我们的结果与已知的无线电测量的天空温度作为频率的函数。特别是，我们计算了一些暗物质候选人的无线电发射湮灭成中间玻色子，随后衰变成一个4轻子通道的热湮灭截面。我们发现，在频率范围内从$20\,{\rm MHz}$到$5\,{\rm GHz}$，这个通道可以产生一个更强的签名比直接湮灭成轻子。
2019-11-28 astro-ph.HE hep-ph
SUSY dark matter annihilation in the Galactic halo
星系晕中的中性子湮灭是间接登记超对称暗物质候选粒子的最确定的观测特征。相应的湮灭信号（以伽马射线，正电子和反质子的形式）可能会提高一个或三个数量级，由于冷DM粒子聚集成小尺度和非常密集的自引力团块。我们讨论了这些团块的形成从初始密度扰动和它们的连续命运的星系晕。在每个对数质量间隔$Δ\log M\sim1$中，这些团块中只有一小部分$\sim0.1$ %存活于分级聚类阶段。我们通过模拟银河系盘和恒星对小尺度团块的潮汐破坏，计算了银河系中暗物质团块残留物的生存概率。它表明，相当大一部分的团块残余物可能会生存通过潮汐的破坏在银河系的生命。由此产生的幸存团块的质量谱向下延伸到宇宙学产生的团块的核心质量，具有最小的质量。相对于星系晕中弥漫的DM，潮汐破坏团块的幸存致密残余物提供了湮灭信号的放大（增强）。我们描述了银河系盘中团块的潮汐破坏所引起的团块分布的各向异性。
2015-06-12 astro-ph.HE hep-ph
Probing annihilations and decays of low-mass galactic dark matter in IceCube DeepCore array: Track events
DeepCore阵列的部署显著降低了IceCube的能量阈值，约为10 GeV，并提高了检测轻暗物质湮灭和衰变中中微子的灵敏度。为了匹配这一实验发展，我们计算了DeepCore阵列中由于银河系暗物质湮灭和衰变产生的中微子通量而产生的径迹事件率。我们还计算了由于大气中微子通量的背景事件率，以评估DeepCore阵列对银河系暗物质特征的敏感性。与以前的方法不同，将轨道事件的能量阈值设置在50 GeV左右（这种选择避免了在估计大气背景事件率时包括振荡效应的必要性），我们将能量阈值设置为10 GeV，以充分利用DeepCore阵列。我们比较我们的计算灵敏度与通过设置阈值能量在50 GeV。我们的结论是，我们提出的阈值能量显着提高了深芯阵列的暗物质签名的$m_χ< 100$ GeV的湮灭方案和$m_χ<300$ GeV的衰变方案的灵敏度。
2012-02-11 astro-ph.HE hep-ph
Positron Transport And Annihilation In The Galactic Bulge
银河系中正电子的湮灭已经被观测了$\sim 50$年，但是这些正电子的产生地点仍然很难确定。观测到的正电子湮灭伽马射线的形态提供了这些银河系正电子湮灭位点的信息。应当理解，负责湮灭信号的正电子起源于MeV能量。MeV正电子的大部分来源占据了银河系中薄的恒星形成盘。如果正电子传播远离他们的来源，我们必须发展通过所有ISM阶段的正电子传播的准确模型，以揭示这些银河系正电子目前不确定的起源。另一方面，如果正电子在其来源附近湮没，则必须识别出分布与湮没形态相匹配的MeV正电子的替代来源。在这项工作中，我讨论了各种模型，已开发的理解的起源的$511\,\mathrm{keV}$线从银河系的膨胀的方向，和传播的正电子在ISM。
2018-03-18 astro-ph.HE
Upper limits on DM annihilation cross sections from the first AMS-02 antiproton data
AMS-02合作组首次测量的反质子与质子比与常规宇宙线秒数在$\sim 10-100$ GeV动能范围内的预期一致，在$\sim 300$ GeV以上的动能范围内，它可以转化为暗物质湮灭截面的严格上限。使用GALPROP代码，我们推导出在各种传播模型和DM配置文件的上限。我们表明，在“传统”的传播模型，对于$q\bar q$，$b\bar b$，和$WW$的最终状态，约束可以更严格的比来自最近的费米-LAT伽玛射线数据的矮球状卫星星系。利用典型的最小值，中位数和最大值模型从以前的全球拟合，我们表明，上限的变化是大约五个因素。讨论了DM对高能$\bar p/p$数据贡献的可能性。
2015-08-27 astro-ph.HE hep-ph
Positron Annihilation on Polycyclic Aromatic Hydrocarbon molecules in the Interstellar Medium
本文研究了星际介质中正电子在多环芳烃分子上的湮灭。我们用半经验方法估算了正电子在多环芳烃上的湮没率。我们发现，多环芳烃可以发挥重要的作用，在整个银河系的正电子湮灭图片和使用的湮灭率和积分银河系发射测量，以限制在ISM中存在的多环芳烃的量。我们发现PAH丰度的上限为4.6 x 10^-7。
2009-11-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic Substructure and Energetic Neutrinos from the Sun and the Earth
我们考虑了银河系亚结构对被太阳和地球捕获的弱相互作用大质量粒子（WIMPs）湮灭产生的高能中微子的影响。子结构引起随时间变化的俘获率，从而引起湮灭率随时间变化，并产生能量中微子通量。然而，在俘获率和湮灭率之间可能存在时滞。能量中微子流可能由太阳系过去轨道中的暗物质密度决定，而不是由局部密度决定。这种效应的特征可以从直接检测率与间接检测率的比值中寻找。
2009-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Dark Matter Contribution to Galactic Diffuse Gamma Ray Emission
费米大面积望远镜（LAT）对弥漫的银河伽马射线发射（DGE）的观测，使我们能够对宇宙射线和星际介质进行详细的研究。然而，银河系内部的扩散发射模型低估了费米-LAT数据在能量超过几个GeV，并暗示可能的非天体物理来源，包括暗物质（DM）的湮灭或衰变。我们提出了一个研究可能的排放组件DM使用高分辨率的通过Lactea II N体模拟银河系大小的DM晕。我们生成DM湮灭和衰变信号的全天空地图，其中包括主机密度分布的绝热收缩的建模，索末菲增强DM湮灭，$p$波湮灭，和衰减DM。我们将我们的结果与费米-LAT团队在不同天空区域（包括银河系中心，银河系高纬度和银河系反中心）制作的DGE模型进行比较。这项工作提供了可能的模板，以适应观测数据，其中包括贡献的subhalo人口DM伽马射线发射，与意义取决于湮灭/衰变通道和银河系地区正在考虑。
2014-04-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Inverse Compton emission from heavy WIMP annihilations in the Galactic Centre
热遗迹WIMP仍然是暗物质性质的主要候选者，特别是对于重（$\gtrsim$ 1 TeV）WIMP的约束更差的情况。WIMP湮灭的最高通量预计在银河系中心（GC）的地区，目前和不久的将来，伽马射线观测站可以利用放置在WIMP范式的严格限制。人们经常注意到，伽马的湮灭通量将伴随着带电的次级粒子，这些次级粒子可以产生“延迟”的逆康普顿（IC）伽马射线发射，但在间接的暗物质搜索中，这一部分经常被忽略。本文研究了重WIMP湮没在GC中的特定条件下的逆康普顿辐射。使用该地区的磁场和辐射场的模型，并考虑到二次粒子的运输，我们发现，对于TeV WIMP的IC组件不能被忽略的GC中，产生的粒子冷却区域内，而不是传播到银河系。这种效应大大改变了预测的光谱形状，从而提高了重WIMP的检测前景。
2022-12-12 astro-ph.HE hep-ph
Galactic dark matter search via phenomenological astrophysics modeling
先前对湮灭星系暗物质的$γ$射线特征的搜索使用预定义的空间模板来描述来自宇宙射线相互作用等天体物理过程的$γ$射线发射的背景。在这项工作中，我们的目标是建立一种替代方法，其中天体物理成分仅通过其光谱和形态特性来识别。为此，我们采用了最近由费米数据用D $^{3}$ PO算法重建弥散$γ$射线天空的方法，并考虑到其90%以上的通量可以由稠密和稀星际介质的两个谱分量表示的事实.在这些假设下，我们证实了报告的DM湮灭在银河系内部的信号，并推导出上限的暗物质湮灭截面。我们调查DM信号是否可以通过检查有利于暗物质成分的区域的形态，是天体物理发射的简化模型的残余。银河系中央区域最有利于这样一个组件与预期的球对称和径向下降的轮廓。然而，天体物理结构，特别是似乎拥有大部分稀释星际介质的天空区域，显然也会受益于DM湮灭。虽然这些地区不驱动的适合，他们警告说，更详细的了解天体物理$γ$ -射线发射过程中的银河系中心区域是必要的，然后才能明确声称DM湮灭信号。银河平面外的区域实际上不利于银河内部区域的最佳拟合DM湮灭截面，除非银河外部区域DM密度分布的径向下降比通常假设的要陡得多。
2016-04-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Strong constraints on thermal relic dark matter from Fermi-LAT observations of the Galactic Center
从费米-LAT观测中推断出的伽马射线向银河系中心（GC）延伸的过量被解释为是由于暗物质（DM）的湮灭。在这里，我们进行新的可能性分析的GC，并表明，当包括模板的恒星银河和核隆起，GC显示没有显着的检测DM湮灭模板，即使在慷慨的变化银河漫发射模型和广泛的DM晕配置文件。我们包括银河系的漫发射模型与三维逆康普顿地图的组合，星际气体地图的变化，和电子的中央源。对于DM配置文件，我们包括球形和椭球形DM形态和一系列的径向配置文件从陡峭的尖点千帕大小的核心，部分动力学模拟。我们推导出的暗物质湮灭通量的上限对DM属性有很强的约束。在纯$b$ -夸克湮灭通道的情况下，我们对湮灭截面的限制比那些从银河系矮星到DM质量约TeV的更严格，并排除了热遗迹截面高达约300 GeV。更好地了解DM配置文件，以及费米-LAT数据在其最高能量，将进一步提高DM属性的灵敏度。
2021-01-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Is There a Dark Matter Signal in the Galactic Positron Annihilation Radiation?
假设银河系的正电子在湮灭之前不会走得很远，那么观测到的511 keV湮灭通量分布与银河系铁核合成中β +衰变所预期的正电子产生通量分布之间的差异就被认为是暗物质的新来源和信号的证据。然而，我们发现，暗物质源不能占所观察到的电子偶素分数没有广泛的传播。然而，在这样的传播中，标准的核合成源可以完全解释空间差异和正电子偶素分数，没有留下任何信号来解释暗物质。
2009-06-15 astro-ph.HE
What the Milky Way's Dwarfs tell us about the Galactic Center extended excess
银河系的银河系中心藏有一个伽马射线过剩，这是一个候选的湮灭暗物质的信号。矮星系在其预期的相称辐射中仍然主要是黑暗的。在这项工作中，我们通过联合似然分析来量化这两个观测之间的一致性程度。在这样做的时候，我们将银河系暗物质晕轮廓的不确定性，以及在暗物质湮灭模型的费米伽马射线太空望远镜检测到的银河系中心扩展伽马射线过剩（GCE）的弥漫伽马射线发射的不确定性的会计。当包括这些未知量时，湮灭率和质量的优选范围扩大。即便如此，使用两个最近的银河系晕的局部密度的测定离开GCE的单通道暗物质湮灭模型的首选区域，在结合矮星系分析湮灭搜索的强烈张力。第三，更高的银河系密度测定，消除了这种紧张。我们的联合可能性分析使我们能够量化这种不一致性。我们提供了一套工具来测试暗物质湮灭模型在这个组合数据集内的一致性。作为一个例子，我们测试了一个代表性的逆康普顿源自相互作用的暗物质模型，这是一致的GCE和矮星。
2017-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Limits on a muon flux from Kaluza-Klein dark matter annihilations in the Sun from the IceCube 22-string detector
利用2007年104.3天的观测数据，利用冰立方中微子探测器的22弦结构，对太阳中Kaluza-Klein暗物质湮灭产生的μ介子中微子进行了探测。没有观察到超过预期大气背景的过量。已获得了在太阳中捕获的最轻Kaluza-Klein粒子（LKP）WIMP的湮灭率的上限，并将其转换为LKP质量在250 - 3000 GeV范围内的LKP-质子截面的极限。这些结果是迄今为止对LKP在太阳中湮灭的最严格限制。
2009-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Significant impact of Galactic dark matter particles on annihilation signals from Sagittarius analogues
本研究利用Auriga模拟首次分析了银河系暗物质粒子与人马座子晕空间重叠对暗物质湮灭伽马射线信号的显著增强作用，发现该效应在p波和d波模型中可放大信号数个数量级，并指出模拟模板的延展形态难以解释观测到的点状辐射。
2024-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining annihilating dark matter mass by the radio continuum spectral data of NGC4214 galaxy
最近的伽马射线和射电观测为湮灭暗物质提供了严格的限制。目前的$2σ$下限的暗物质质量可以限制到$\sim 100$ GeV的热遗迹湮灭截面。本文利用邻近星系NGC4214的射电连续谱数据，区分了热贡献、暗物质湮灭贡献和宇宙线贡献。我们可以得到更严格的暗物质质量和湮灭截面的约束。对$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^+τ^-$、$W^+W^-$和$b\bar{b}$通道，得到热遗迹湮灭暗物质质量的$5σ$下限分别为300 GeV、220 GeV、220 GeV、500 GeV和600 GeV。这些限制挑战了我们银河系中伽马射线、正电子和反质子过剩的暗物质解释。
2020-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark Matter Annihilation Signatures from Electroweak Bremsstrahlung
我们研究观测签名的暗物质湮灭在银河系所产生的电弱韧致辐射贡献的湮灭截面。一段时间以来，人们已经知道，光子韧致辐射可以显着提高DM湮灭产额。最近，我们已经证明，在螺旋度抑制的2 -> 2湮灭的一些流行模型中，W和Z规范玻色子的电弱韧致辐射可以是主要的湮灭通道。W/Z韧致辐射特别有趣，因为通过湮灭产生的规范玻色子随后衰变，产生大量的电子、正电子、中微子、强子（包括反质子）和伽马射线的相关通量，这些在间接暗物质搜索中都很重要。在这里，我们计算通过γ/W/Z-韧致辐射产生的稳定湮灭产物的光谱。在修改流量，以占通过银河系的传播，我们设置的湮灭截面通过与观测数据进行比较的上限。我们发现，严格的宇宙射线反质子限制排除了相当大的暗物质的贡献，观察到的宇宙射线正电子通量的一类模型，其中韧致辐射过程占主导地位。
2012-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching for High Energy Neutrino counterpart signals; The case of the Fermi Bubbles signal and of Dark Matter annihilation in the inner Galaxy
最近在\textit{Fermi}伽马射线数据中发现的\textit{Fermi}气泡/雾状物已经产生了理论工作来解释这种硬$γ$射线信号与\textit{WMAP}雾状物信号的组合。这些理论模型中的许多可能对高能中微子的产生有着截然不同的影响。我们讨论了中微子信号从不同的模型提出的解释\textit{Fermi}泡沫/阴霾，更明确地说，从暗物质湮灭在星系晕的条件下优先CR扩散，从最近的活动星系核喷流活动，从周期性的扩散冲击加速，从随机的二阶费米加速和从长时间尺度的恒星形成在银河系中心结合强星系风。我们发现其中一些模型将被IceCube DeepCore探测器探测。此外，在北半球安装一个km的$^3$望远镜，我们将能够区分强子、轻子和DM模型。此外，利用重建的中微子光谱，我们将探测TeV尺度的暗物质对银河系中心的湮灭。
2013-09-27 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Muon Fluxes and Showers from Dark Matter Annihilation in the Galactic Center
我们计算包含和向上μ介子通量和包含的淋浴事件率从中微子相互作用，当中微子产生的银河系中心的暗物质湮灭。我们考虑了在暗物质湮灭过程中产生的Taus、W玻色子和底夸克衰变的直接中微子产生和次级中微子产生。我们说明了如何从暗物质湮灭的μ子通量有一个非常不同的形状比大气中微子的μ子通量。我们还讨论了μ子通量对暗物质密度分布和对暗物质质量的依赖关系以及总μ子速率对探测器阈值的依赖关系。我们认为向上μ介子通量，当μ介子在下面的岩石中创建的检测器，和所包含的流量时，μ介子创建（冰）检测器。我们还计算了从中微子相互作用在探测器的阵雨事件率，并表明，信号占主导地位的背景$150 {\rm GeV} <m_χ< 1$ TeV的$E_{sh}^{th} = 100$ GeV。
2010-05-20 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
Positron annihilation spectrum from the Galactic Centre region observed by SPI/INTEGRAL, revisited: annihilation in a cooling ISM?
我们分析SPI/INTEGRAL数据的511千电子伏线从银河系中心，积累了超过6年的观测。我们将银河系中心部分的X射线和软γ射线辐射分解为一个相对紧凑的“凸起”和一个更广泛的“盘”分量，并报告了它们的光谱特性。凸出部分显示出一个突出的511 keV的线，基本上没有在1.8 MeV的通量，而相反的磁盘组件包含一个突出的1.8 MeV的线和一个非常弱的湮灭线。我们发现，湮灭辐射（窄511 keV线和相关的othro-正电子偶素连续）的光谱形状是令人惊讶的，以及描述的模型中的热正电子在辐射冷却星际介质（ISM）的湮灭。该模型假设，正电子最初注入到一个热的（$\sim 10^6$ ~K），体积填充ISM，这是允许自由冷却通过辐射损失。对于高于几个$10^{4}$ ~K的温度，在这种介质中的湮灭时间长于冷却时间。因此，大多数正电子只有在气体冷却到$\sim 10^5$ ~K后才湮灭，产生温暖电离ISM的湮灭发射特征。
2010-10-05 astro-ph.HE
A Critical Reevaluation of Radio Constraints on Annihilating Dark Matter
许多研究小组利用银河系中心的射电观测，推导出了对弱相互作用暗物质湮灭截面的严格限制。在本文中，我们表明，在这一地区的电子能量损失可能是占主导地位的逆康普顿散射的星际辐射场，而不是由同步加速器，大大放宽了限制的暗物质湮灭截面相比，以前的作品。强对流风，这是很好的动机，最近的观测，也可能显着削弱同步加速器的约束。考虑到这些因素后，我们发现，湮灭暗物质的无线电约束的数量级不那么严格比以前报道的，一般弱于目前的伽马射线观测。
2016-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Strategies for the Detection of Gamma Rays from Dark Matter Annihilation Towards the Galactic Center Region with the High Energy Stereoscopic System
银河系暗物质晕的中心区域是寻找粒子暗物质湮灭信号的一个有希望的目标。H.E.S.S.协作已经发表了一项对源自银河系中心区域湮灭的暗物质粒子的光子通量的搜索。没有观察到显着的过剩和上限的速度平均暗物质自湮没截面。这些限制排除了$\sim 1$ TeV到$\sim 4$ TeV质量范围内的暗物质粒子的自湮灭，其速度平均湮灭截面大于$\sim 3\cdot 10^{-25}\:\mathrm{cm^3/s}$，即比热遗迹暗物质粒子的预测高出大约一个数量级。详细和现实的Monte Carlo研究的新策略的搜索粒子暗物质湮灭信号从银河系暗物质晕与高能立体系统和不同的实验方法的灵敏度进行了比较。
2013-03-05 astro-ph.HE
Constraints on the Galactic Halo Dark Matter from Fermi-LAT Diffuse Measurements
来自银河系天体物理背景的弥散伽马射线发射和由于星系晕中暗物质（DM）湮灭或衰变而产生的信号，预计将具有实质上不同的形态和光谱特征。为了利用这一功能，我们进行了一个完整的天空和光谱分箱似然拟合的两个组件，使用的数据收集在第一个21个月的费米-LAT天文台的操作。初步的DM湮灭截面和衰减率的各种质量和湮灭/衰变模式的限制。
2010-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Detection of the 511 keV Galactic positron annihilation line with COSI
正电子湮灭的信号，即511 keV的$γ$射线线，在20世纪70年代首次从银河系中心的方向被探测到，但银河系正电子的来源仍然是一个谜。测得的湮没通量对应于强稳定的正电子产生源，湮没速率为$\sim10^{43}$ ~e $^{+}$ /s。511 keV的发射是最强的持续银河系$γ$射线线信号，它显示了对银河系中心区域的浓度。一个额外的低表面亮度组件与银河系盘对齐;然而，后者的形态没有很好的约束。康普顿光谱仪和成像仪（COSI）是一个球载软$γ$射线（0.2- 5 MeV）望远镜，设计用于进行宽视场成像和高分辨率光谱学。它的主要目标之一是进一步了解银河系正电子。COSI于2016年5月至7月在新西兰瓦纳卡进行了为期46天的气球飞行，在这里，我们报告了这些观测结果中511 keV发射的检测和光谱和空间分析。为了从仪器背景中分离银河系正电子湮没辐射，我们发展了一种利用COMPTEL数据空间分离天体信号的技术。用这种方法，我们找到了7.2 $σ$检测的511 keV线。我们发现，空间分布是不一致的，一个单一的点源，它似乎比以前报道的更广泛。
2020-04-17 astro-ph.HE
On Dark Matter Explanations of the Gamma-Ray Excesses from the Galactic Center and M31
现在已经很好地确定了朝向银河系中心（GC）的过量伽马射线信号的存在，并且被称为GC过量。对该信号的主要解释包括沿视线的银河漫发射的错误建模，未解决的毫秒双星群，和/或暗物质（DM）的湮灭。最近，另一个额外的伽马射线信号的证据已经被报道朝向M31的外晕。在这项工作中，我们解释了多余的信号从GC和外晕的M31的DM湮灭的框架，并表明，这两个光谱是一致的DM起源，一旦J-因素考虑在内。我们进一步比较了DM湮灭模型的超额，并确定相应的最佳拟合参数。我们发现很好的配合，在两体和四体湮灭模式的频谱。
2021-01-18 astro-ph.HE hep-ph
$γ$ rays from in-flight positron annihilation as a probe of new physics
本研究利用正电子飞行中湮灭产生的$γ$射线，结合空间望远镜观测数据，对亲电子弱相互作用粒子等新物理候选体设定了更严格的约束，证明该方法是新物理研究的有效探针。
2024-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Search for Dark Matter Annihilation Signals in the Galactic Center Halo with VERITAS
本文利用VERITAS对银河系中心178小时观测数据，结合新模板背景方法和大天顶角优化分析，未发现暗物质湮灭信号，并给出了TeV能区最强的暗物质湮灭截面限制。
2023-09-21 astro-ph.HE
Fermi 130 GeV gamma-ray excess and dark matter annihilation in sub-haloes and in the Galactic centre
我们分析了公开可用的费米LAT高能γ射线数据，并确认存在明确的光谱特征峰值在E= 130 GeV。扫描整个银河系，我们发现了几个不相连的区域，观察到的过量来自这些区域。我们的最佳优化拟合获得的银河系的中心区域在130GeV的一个明确的峰值与本地统计显著性4.5西格玛。观察到的过量与费米泡无关。我们计算了暗物质湮灭到两个和四个标准模型粒子的光子谱，后者通过两个轻的中间态，并与数据拟合。由于我们的拟合表明比以前的工作更尖锐和更高的信号峰，数据有利于暗物质直接两体湮灭通道进入光子或其他通道，只给出线状光谱。如果Einasto晕轮廓正确地预测了银河系的中心尖点，那么暗物质湮灭截面对两个光子的贡献是标准热冻结截面的10%。大的暗物质对光子的两体湮灭截面可能标志着一种新的共振，应该在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机实验中寻找。
2012-10-30 astro-ph.HE hep-ph
