Gamma-ray Lines in the Fermi Data: is it a Bubble?
最近，费米大天区望远镜（LAT）的数据分析报告了能量在130 GeV左右的伽马射线过量的初步证据。这种过量可能会引起人们的极大兴趣，因为它可能与银河系暗物质的成对湮灭以及随后单色或内部韧致辐射伽马射线的产生有关。130 GeV的过剩出现时，采用了优化选择的目标区域的利益，一个程序，这取决于假设的暗物质密度分布。对于产生可感知信号的轮廓，这些目标区域与对应于所谓的“费米泡”的区域极大地重叠。我们认为，线功能的初步证据可能是由于硬光子在费米泡区域，其中的伽马射线光谱包含一个光谱中断的能量范围内的利益（100-150 GeV）。虽然这种幂律定律被打破的起源还不清楚，但它可能与标准的天体物理过程有关，而不是与暗物质湮灭有关。即使在小的能量窗口内，破幂律也提供与线“过量”一样好的拟合，并且对于大的能量窗口提供明显更好的拟合。
2012-06-19 astro-ph.HE hep-ph
A weighty interpretation of the Galactic Centre excess
先前试图解释银河系中心附近的伽马射线过剩的尝试集中在暗物质湮灭直接进入标准模型粒子。这导致了一个优选的暗物质质量为30-40 GeV（如果湮灭为b夸克）或10 GeV（如果湮灭为轻子）。在这里，我们表明，伽马射线过剩也与较重的暗物质粒子一致，在隐蔽的暗物质模型中，质量高达76 GeV的暗物质提供了一个很好的拟合数据。如果暗物质首先湮灭为壳层粒子，随后通过门户相互作用衰变为标准模型粒子，就会发生这种情况。这是一个通用的过程，适用于湮灭、半湮灭或两者兼而有之的模型。我们明确地证明了这一点在一个模型的隐藏矢量暗物质与SU（2）规范群的隐藏部门。
2014-07-24 astro-ph.HE hep-ph
Galactic Bulge Preferred Over Dark Matter for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
本文利用流体动力学建模定位星际气体，发现银河系中心伽马射线过剩在统计上更符合银河核球和核星团的非球对称恒星密度分布，从而认为该过剩源于恒星群体而非暗物质。
2018-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Explaining Low Energy $γ$-ray Excess from the Galactic Centre using a Two Component Dark Matter Model
在过去的几年里，费米-LAT卫星望远镜从银河系中心周围的区域观测到了能量范围为$\sim 1$ - $3$ GeV的$γ$射线过剩的迹象。这种多余的$γ$ -射线光谱的性质被发现与银河系中心暗物质湮灭所预期的$γ$ -射线发射是一致的，同时不赞成其他已知的天体物理来源作为这种现象的可能起源。还有报道说，这种多余的$γ$ -射线的光谱和形态可以很好地解释为质量在$30\sim 40$ GeV范围内的暗物质粒子在银河系中心湮灭成${\rm b} \bar{\rm b}$最终状态，湮灭截面为$σ{\rm v}\sim (1.4$ - $2.0)\times 10^{-26}$ cm $^3/$ s。在这项工作中，我们提出了一个两个组件的暗物质模型，两种不同类型的暗物质粒子，即一个复杂的标量和狄拉克费米子被认为是。这两个暗扇区粒子的稳定性保持凭借一个额外的本地U $(1)_{\rm X}$规范对称性。我们发现，我们提出的方案可以提供一个可行的解释，这种异常的过量$γ$ -射线，除了满足所有现有的相关理论以及实验和观测的LHC，普朗克和LUX合作的界限。由此得到的${\rm b} \bar{\rm b}$湮灭通道的较轻暗物质粒子的“有效湮灭截面“的允许范围，最后与Fermi-LAT和DES合作利用各种矮球状星系的数据报道的极限进行了比较。
2016-03-07 hep-ph
Low-mass right-handed sneutrino dark matter: SuperCDMS and LUX constraints and the Galactic Centre gamma-ray excess
最近直接和间接搜索暗物质的结果激发了粒子物理模型的研究，这些模型可以提供质量范围为1-50 GeV的弱相互作用大质量粒子。轻WIMP DM的可行候选物必须满足严格的限制。一方面，在大型强子对撞机上观测到的具有标准模型性质的希格斯玻色子为轻DM粒子与希格斯玻色子的耦合设定了上限，因此很难再现正确的遗迹丰度。另一方面，最近在CDMSlite，SuperCDMS和LUX实验中直接搜索的结果对DM散射截面设置了上限约束。在本文中，我们研究了轻右手sneutrino DM在次极小超对称模型（NMSSM）的可行性，在这些限制的光。为此，我们在NMSSM参数空间进行了扫描，对希格斯扇区和低能观测值（如μ子异常磁矩和罕见衰变的分支比）施加实验界限。我们表明，扩大希格斯部门的NMSSM，再加上由RH sneutrino参数提供的灵活性，使人们有可能获得可行的RH sneutrino DM的质量轻至2 GeV。我们还考虑了湮灭截面的上限费米LAT数据矮球状星系，并提取了具体的例子，质量在8-50 GeV的范围内，可以解释在银河系中心的伽马射线发射明显的低能量过剩。然后，我们计算了RH超中微子弹性散射截面的理论预言。最后，在施加最近的界限从SuperCDMS和LUX，我们已经发现了一个广泛的区域的参数空间，可以探索未来的低阈值直接检测实验。
2014-07-26 astro-ph.CO hep-ph
SUSY Implications from WIMP Annihilation into Scalars at the Galactic Centre
最近在费米-LAT数据中观察到从银河系中心发出的伽马射线过量。这个信号可以被解释为来自WIMP湮灭，光谱很好地拟合了暗物质主要湮灭成底夸克或希格斯对。超对称模型提供了一个很好的动机框架，研究这些渠道中的信号的影响。对于中性伴子暗物质候选者来说，伽马射线的过剩不能轻易地被最小超对称模型所容纳，在任何情况下，它都需要调整到低于百分比水平才能解释观测到的希格斯质量。相反，我们很自然地被引导去考虑具有单重超场的次极小模型。这不仅允许实现底夸克对的湮灭通道，而且还提供了湮灭成希格斯赝标对的新可能性。我们表明，适合的伽玛射线过剩的希格斯赝标量通道可以一样好，湮灭成底夸克对。此外，在感兴趣的参数范围内，下一个最小的超对称模型解决了μ问题，可以解释125 GeV的希格斯质量与改进的自然性。我们还考虑了一个扩展，通过添加一个右手中微子超场的右手sneutrino作为一个暗物质的候选人。有趣的是，这允许湮灭成赝标量对，这也提供了一个很好的适合的伽马射线过剩。此外，在中性伴子LSP的情况下，超中微子NLSP的晚期衰变可以非热产生所观察到的遗迹丰度。最后，WIMP湮灭成标量对，使得探测到希格斯玻色子或赝标量衰变成两个光子的可能性成为可能，从而提供了模型的确凿信号。
2015-05-10 astro-ph.CO hep-ph
A possible link between the GeV excess and the 511 keV emission line in the Galactic Centre
在银河系中检测到的所谓GeV伽马射线过剩的形态和特征使我们推测大约10年前SPI实验绘制的511 keV线可能具有共同的起源。在本文的前一个版本中，我们假设30 GeV的暗物质粒子湮灭为$b \bar{b}$，并获得了与SPI观测一致的形态和511 keV的通量（~10 ^{-3} ph/cm^2/s）。然而，我们的估计假设了一个可以忽略不计的电子数密度的隆起，导致人为增加的通量（主要是由于在这种配置可以忽略不计的库仑损失）。假设数密度大于$n_e > 10^{-3} cm^{-3}$，我们现在得到一个511 keV的光子通量，它小于10 ^{-6} ph/cm^2/s，并且基本上与我们可以从暗物质湮灭注入$b \bar{b}$的正电子总数推断出的511 keV通量一致。因此，我们得出结论，即使存在30 GeV的暗物质粒子，也不可能在这两种信号之间建立联系，即使它们位于银河系中心相同的10度区域内。
2014-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Robust inference of the Galactic centre gamma-ray excess spatial properties
本研究针对银心伽马射线超出的空间形态争议，通过对比不同银核模板与弥散辐射模型，发现基于VVV巡天的非参数银核模型拟合效果更优，稳健支持其盒状形态，对暗物质湮灭假说提出挑战。
2024-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic Center gamma-ray "excess" from an active past of the Galactic Centre?
几个研究小组最近声称，在银河系中心附近的费米-LAT数据中，有证据表明在几个GeV的扩散背景上存在无法解释的伽马射线过量，这与暗物质湮灭的起源一致。我们证明，如果这种过剩的主要光谱和角度特征主要是由于大约O（10^6）年前约10^52 - 10^53erg的爆发事件中注入的高能电子的逆康普顿发射，那么它们可以被再现。我们认为这个例子是一个原则的证明，即在对银河系中心的暗物质信号进行任何可靠的推断之前，需要理解和解释与时间相关的现象--以及详细的扩散前景和未解释的“稳态”天体物理源。此外，我们指出，我们的研究所建议的时间尺度，它控制着信号的能量截止和角度扩展，有趣的是，与其他证据间接推断的结果相匹配（连同能量预算），表明过去有一个非常活跃的银河系中心，例如与激烈的恒星形成和吸积现象有关。
2015-02-01 astro-ph.HE hep-ph
Analyzing the Gamma-ray Sky with Wavelets
我们分析的伽马射线天空中的能量为0.5至50 GeV的非抽样小波变换的球体上。专注于内$60^{\circ} \times 60^{\circ}$的天空，我们确定和表征四个独立的残差超出预期的银河系漫发射。我们检测到的\textit{Fermi}泡沫，发现令人信服的证据表明，他们是分散的性质，并包含很少的小规模结构。我们检测到的“茧”内的南方泡沫，我们也确定其北部对应的2 GeV以上。北茧位于同一轴线上，但$\sim 30 \%$比南茧暗。我们描述银河系中心过剩，我们发现扩展到$20^{\circ}$在$|b|$。在纬度$|b| \leq 5^{\circ}$，我们发现了小角度尺度上能量的证据，这可能是点源贡献的结果，但对于$|b| \geq 5^{\circ}$，银河系中心过剩在其性质上主要是扩散的。我们的研究结果表明，要么银河系中心过剩和{ \it费米}泡顺利连接或泡沫显着增亮低于$15^\circ$纬度。我们发现，银河系中心过剩出现偏离中心的几度朝着负$\ell$。此外，我们发现和表征沿银河系盘中心在$\ell \simeq +25^{\circ}$和$-20^{\circ}$的两个排放。这些辐射沿银河系盘面的长度要比银河系中心的长度长得多。
2018-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
Millisecond Pulsars from Accretion Induced Collapse as the Origin of the Galactic Centre Gamma-ray Excess Signal
来自费米大天区望远镜的伽马射线数据揭示了一个无法解释的，明显弥散的，来自银河系凸起的信号，其峰值接近2 GeV，具有近似球形的强度分布$\propto r^{-2.4}$，延伸到至少10度的角径向尺度，可能到20度。这个“银河系中心过剩”（GCE）的起源一直存在争议，主要包括自湮灭的暗物质和迄今未被发现的毫秒双星（MSP）。然而，传统的通道产生的MSP已被发现预测太多的低质量X射线双星（LMXB）系统，由于预期的大出生踢，可能无法容纳GCE信号和恒星之间的紧密空间对应的隆起。在这里，我们报告了一个二进制人口合成的前向模型，表明产生的MSP人口的吸积诱导崩溃（AIC）的O-Ne白矮星在银河系膨胀的二进制可以自然地再现的形态，光谱形状，和强度的GCE信号，同时也遵守LMXB的约束。来自MSP发射的宇宙射线电子和正电子的同步加速器发射可以同时解释来自银河系内部的神秘微波“阴霾”
2022-05-02 astro-ph.HE hep-ph
Fermi Bubbles under Dark Matter Scrutiny Part II: Particle Physics Analysis
对费米大天区望远镜收集的伽马射线光子的分析表明，在去除天体物理背景之后，存在着朝向银河系中心的过量。这个过剩的峰值大约在几个GeV，它的起源与源自暗物质湮灭的伽马射线通量是一致的。在这项工作中，我们仔细研究这种解释;我们调查哪种暗物质，以及哪种类型的相互作用与标准模型领域能够重现所观察到的信号。本文件的结构是双重的。在第一部分中，我们遵循有效场论的方法，同时考虑费米子和标量暗物质。残余密度的计算，直接搜索的零结果所施加的约束，以及有效场论描述的可靠性，使我们能够在费米子暗物质的情况下只挑出两个可行的dim-6算子。第二部分分析了几种具体模式。特别是，我们发现，标量希格斯门可以提供一个简单的，具体的和现实的情况下，能够解释GeV的过剩审查。
2014-04-01 astro-ph.HE hep-ph
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
The Galactic Center Excess from Z3 Scalar Semi-Annihilations
我们调查的可能性Z3标量单线态模型解释费米星系中心过剩。我们发现一个很好的适合测量光谱过剩的暗物质质量的区域是可比的希格斯和希格斯门耦合$λ_{HS}\sim 0.04$。这个首选区域与真空稳定性和当前暗物质实验的约束一致，并且很快就会被未来的暗物质直接探测实验发现或证伪。
2015-12-12 hep-ph
CMB constraints on spatial variations of the vacuum energy density
在最近的一篇文章中，一个简单的“球形气泡”玩具模型的空间变化的真空能量密度的介绍，和Ia型超新星的数据被用来约束它。在这里，我们推广的模型，允许的事实，我们可能不一定是在一个区域的中心与一组给定的宇宙学参数，并讨论这些模型的约束来自宇宙微波背景辐射数据。我们发现严格的约束可能的空间变化的真空能量密度的任何显着偏离中心的气泡，我们评论我们的结果的相关性。
2001-07-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Global analysis of the pMSSM in light of the Fermi GeV excess: prospects for the LHC Run-II and astroparticle experiments
我们提出了一个新的19维唯象最小超对称标准模型（pMSSM-19）的全局拟合，它符合暗物质间接、直接和加速器暗物质搜索的所有最新实验结果.我们证明，该模型对费米大面阵望远镜观测到的银河系中心γ射线过剩现象提供了满意的解释，并假定它是由银河系晕中的中性伴子湮灭产生的。我们确定了两个区域，通过所有的限制：第一个对应的质量~80-100 GeV的中性伴子湮灭到WW的分支比为95% ;第二个较重的中性伴子，质量~180-200 GeV的湮灭到t tbar的分支比为87%。我们表明，与银河系中心GeV过剩兼容的中性伴子将很快在LHC运行II的范围内-特别是通过搜索charginos和中性伴子，squarks和轻smuons -以及Xenon 1 T，这要归功于其对中子自旋相关截面的前所未有的敏感性。
2016-04-18 hep-ph
Sgr A East as a possible high energy neutron factory in the Galactic Centre
Sgr A East是一个超新星遗迹，位于银河系中心（GC）几个秒差距内。有很好的理由相信这个物体是HESS在GC方向上探测到的伽马射线过量的来源，这意味着Sgr A East可能是一个有效的宇宙射线加速器。一些观测结果表明，该区域可能存在强磁场，使人马座A东侧的复合核加速超过EeV。我们表明，如果是这种情况下，EeV的中子应该有效地产生的超高能核的光衰变到红外光子背景（与温度$\sim 40$ K），其中Sgr A东嵌入。具有这种能量的中子可以在衰变之前到达地球，并且可以在GC方向上以CR点状过剩的形式被检测到。我们确定了预期的能量谱和振幅的信号表明，它可能是可测量的AUGER天文台。
2005-07-28 astro-ph hep-ph
Suzaku X-ray Observations of the Fermi Bubbles: Northernmost Cap and Southeast Claw Discovered with MAXI-SSC
我们报告了2013年获得的可能与费米泡相关的大尺度X射线结构的朱雀观测结果，总持续时间约为80 ks。观察到的区域为：（i）在最近由MAXI-SSC提供的中波段（1.7-4.0 keV）图中看到的北帽（N-cap; l ~ 0 deg，45 deg < b < 55 deg）和（ii）在ROSAT全天空图和MAXI-SSC低波段（0.7-1.7 keV）图中看到的东南爪（SE-claw; l ~ 10 deg，-20 deg < b < -10 deg）。在每个区域中，我们检测到扩散的X射线发射，其由三组分等离子体模型表示，所述三组分等离子体模型由来自局部气泡的未吸收的热组分（kT ~ 0.1 keV）、代表星系晕的吸收的kT = 0.30+/-0.05 keV的发射和由于各向同性宇宙X射线背景辐射的幂律组分组成。SE爪中GH分量的发射测量显示出超过周围发射2度的约2.5倍。在编译了来自朱雀和斯威夫特的其他档案数据后，我们还发现整个N-cap的1.7-4.0 keV计数率广泛过剩。N-cap数据的光谱叠加分析表明存在另一个热分量，kT = 0.70（+0.22，-0.11）keV。星系晕的kT ~ 0.3 keV的温度高于费米泡附近普遍存在的kT ~ 0.2 keV的温度，甚至可能更高（~ 0.7 keV）。我们讨论我们的研究结果的背景下，泡沫晕相互作用。
2015-02-04 astro-ph.HE hep-ph
The Origin of the Fermi Halo-like Emission: A New Model of the Fermi Bubbles
Oakland University（奥克兰大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
本研究通过对费米伽马射线数据的模板拟合，证实Totani（2025）报道的晕状辐射真实存在，认为其源于费米气泡而非暗物质湮灭，还构建了含扁平气泡、内部气泡及茧状结构的费米气泡新模型，为探究其起源提供了新依据。
2026-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma ray emission in Fermi bubbles and Higgs portal dark matter
最近有人指出，低纬费米泡中γ射线谱的过剩可以用暗物质粒子的湮灭来解释。最佳拟合候选对应于质量约为$62$ GeV的暗物质湮灭为$b \bar{b}$，截面为$σv \simeq 3.3 \times 10^{-26}$ cm $^3$ /s，或者质量约为$10$ GeV的暗物质湮灭为τ轻子对，截面为$σv \simeq 5.6 \times 10^{-27}$ cm $^3$ /s。我们指出，希格斯门暗物质模型是完全兼容的暗物质湮灭的这种解释，满足其他现象学约束。我们还表明，参数区域再现的bet-fit值可以部分探讨未来的直接暗物质搜索在XENON 1 T。
2014-03-11 astro-ph.HE hep-ph
Isotropic Radio Background from Quark Nugget Dark Matter
ARCADE 2实验最近的测量明确地表明，在低于GHz尺度的频率下，各向同性无线电背景过量。我们认为，如果暗物质是由夸克物质组成的，那么这种过剩可能是早期宇宙中可见物质和暗物质相互作用的自然结果。解释观测到的无线电波段过剩不需要引入新的参数，而是我们利用相同的暗物质模型和相同的归一化参数，以前用来解释其他过剩的漫发射从我们的银河系中心。这些先前观察到的过量包括GHz辐射、keV X射线发射和MeV伽马射线辐射的WMAP雾。
2014-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
An evidence for indirect detection of dark matter from galaxy clusters in Fermi-LAT data
我们搜索费米-LAT伽马射线的光谱特征来自对应于18个最亮的附近星系团的信号线的站点积分的大小确定的区域。我们在光子能量为110 GeV和130 GeV时观察到了一个类似双峰的过剩，其总体统计显著性高达3.6σ，独立地证实了早先关于银河系中心同样过剩的说法。将这一结果解释为星系团晕中暗物质湮灭到两个单色光子通道的信号，并从银河系中心数据中固定湮灭截面，我们从数据中确定了由于暗物质亚晕引起的湮灭增强因子。我们的研究结果有助于区分暗物质湮灭的天体物理过程和系统的探测器效应作为可能的解释费米-LAT过剩。
2012-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Electroweak Baryogenesis in Top-Philic Type-III Two-Higgs-Doublet Model motivated by the $t\bar{t}$ Excess at the LHC
The Open University of Japan（日本开放大学）
本文以LHC的$t\bar{t}$超出事例为启发，在顶夸克友好型III型2HDM中研究电弱重子产生，对比显式与过渡CP破坏情景，发现显式CP破坏为方案依赖可能性，未找到可行的过渡CP破坏分支。
2026-09-09 hep-ex hep-ph hep-th
