Decaying dark matter in dwarf spheroidal galaxies: Prospects for X-ray and gamma-ray telescopes
矮球状星系是暗物质占主导地位的系统，因此，理想的间接暗物质搜索。如果矮星系中的暗物质衰变为高能光子，它们将成为当前和未来几代X射线和伽马射线望远镜的良好目标。通过采用最新的估计密度分布的矮星系在银河系中，我们修改了估计的暗物质衰变率在矮星系中，我们的结果是更强大的，但比以前的估计弱。应用这些结果，我们研究了暗物质衰变的X射线和甚高能伽马射线望远镜，如eROSITA，XRISM，雅典娜，HAWC和CTA的可探测性。我们的预测表明，所有这些X射线望远镜将能够严格评估7千电子伏的无菌中微子衰变的索赔堆叠星系团和附近的星系。对于TeV衰变的暗物质，我们可以将其寿命限制为长于$\sim$ 10 $^{27}$-10 $^{28}$ s。我们还预测未来的矮星系，将新发现的维拉鲁宾天文台遗产调查的空间和时间，这将进一步提高预期的灵敏度暗物质衰变都在千电子伏和PeV的质量范围。
2021-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Investigating the effect of Milky Way dwarf spheroidal galaxies extension on dark matter searches with Fermi-LAT data
本文首次评估了在使用Fermi-LAT数据搜寻暗物质信号时，考虑矮椭球星系角延展的影响，发现考虑空间延展会使暗物质截面限制弱化，对单一星系最高弱化2-2.5倍，对叠加限制影响最高为1.5-1.8倍。
2023-11-27 astro-ph.HE hep-ph
Tracking Down the Source Population Responsible for the Unresolved Cosmic 6-8 keV Background
使用4 Ms Chandra Deep Field-South（CDF-S）巡天，我们已经确定了6845个X射线未探测星系的样本，这些星系占6 - 8 keV宇宙X射线背景（XRB）未分辨的~20 - 25%。该样本是通过对来自父目录的源应用质量和颜色切割来构建的，该父目录基于4 Ms CDF-S的中心6 '半径区域的GOODS-South HST z波段成像。堆叠的6 - 8 keV检测在3.9 sigma水平是显着的，但在4 - 6 keV波段没有检测到堆叠的发射，这表明存在一个潜在的人口高度模糊的活动星系核（AGN）。对这6845个星系的进一步研究表明，位于蓝云顶部的红移为1 <z <3，星等为25 <z_850 <28，恒星质量为2E8 <M_star/M_sun <2E9的星系对未分辨的6 - 8 keV XRB有很大贡献。这样的人口似乎是令人惊讶的，因为大多数X射线探测到的活动星系核居住在大质量（>~1E10 M_sun）星系。我们讨论了这个基本的活动星系核人口的限制，支持相对低质量的星系主办高度模糊的活动星系核的证据，并进一步提高堆叠信号的前景。
2012-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Dark Matter Search Using Chandra Observations of Willman 1, and a Spectral Feature Consistent with a Decay Line of a 5 keV Sterile Neutrino
我们报告的搜索结果，从辐射衰减暗物质在钱德拉X射线天文台光谱的超微弱矮球状星系威尔曼1的发射线。在0.4-7 keV钱德拉带通的99%置信线通量上限推导和映射到一个允许的区域在不育中微子质量混合角平面，这是一致的，从朱雀X射线天文台和钱德拉观测的小熊座和天龙座矮椭球体最近的约束。通过拟合扣除粒子背景的源光谱，发现了一个明显超出连续谱的发射特征，表明存在一个窄的发射特征，能量为2.51 +/- 0.07（0.11）keV，通量为[3.53 +/- 1.95（2.77）] × 10^（-6）光子/cm ^2/s，置信度为68%（90%）。解释这作为一个无菌中微子辐射衰变的发射线，我们推导出相应的允许范围内的无菌中微子质量和混合角使用两种方法。第一种假设暗物质只由无菌中微子组成，第二种则放宽了这一要求。这一特征与5.0 +/- 0.2 keV的无菌中微子质量和窄范围内的混合角是一致的，中微子振荡可以产生所有的暗物质，冷却的中子星的无菌中微子发射可以解释脉冲星反冲，从而支持我们测量的统计和物理意义。
2010-05-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Improving the Sensitivity of Gamma-Ray Telescopes to Dark Matter Annihilation in Dwarf Spheroidal Galaxies
费米-LAT合作研究了矮球状星系堆叠群体的伽马射线发射，并利用这些信息对暗物质湮灭截面进行了限制。有趣的是，他们的分析发现了一个超额的检验统计量（TS）为8.7。如果简单地解释，相对于其背景模型的预期，这构成了2.95 sigma局部超额（p值=0.003）。为了进一步验证这一解释，费米-LAT团队研究了大量的空白天空位置，发现TS>8.7的超额比他们的背景模型预测的更常见，将其矮超额的显著性降低到2.2 sigma（p值=0.027）。我们认为，这些TS>8.7的空白天空位置主要是未解决的耀变体，射电星系和恒星形成星系的结果，并表明多波长信息可以用来减少这些来源污染的程度，否则空白的天空。特别是，我们表明，位于1度内的BZCAT或CRATES目录中包含的源的天空的掩蔽区域减少了TS>8.7的空白天空位置的分数超过两个因素。考虑到这样的多波长信息，可以使费米等实验更好地描述其背景，并提高其对矮星系中暗物质的敏感性，其中最重要的是在很大程度上没有受到未解决的点源的污染。我们还注意到，对于暗物质质量和湮灭截面的范围目前正在测试的矮球状星系的研究，模拟预测，费米应该能够检测到显着数量的暗物质subhalos。这些subhalos构成了人口的亚阈值伽马射线点源，并代表了一个不可减少的背景搜索的暗物质湮灭在矮星系。
2014-09-04 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the parameters of keV-scale mass annihilating Dark Matter obtained with SRG/ART-XC observations
本文利用SRG/ART-XC 4次全天巡天观测银河系晕等天体，获得了keV尺度质量湮灭暗物质粒子速度无关截面的新限制，其中银河系晕的限制在4至15 keV质量范围内为同类模型中最强。
2024-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
X-ray Sources in the Dwarf Spheroidal Galaxy Draco
本文给出了天龙座（Draco）的87~ks \emph{XMM-Newton}观测数据的光谱分析。在大约35个强大的X射线源检测，我们把我们的注意力集中在最亮的这些来源，我们报告X射线和多波长参数。虽然大多数源表现出与活动星系核一致的性质，但很少有源具有LMXB和CV的特征。我们的分析提出了限制人口的X射线源与$L_X>3\times10^{33}$ ~erg~s $^{-1}$在天龙座表明，没有积极吸积BH和NS二进制文件。然而，我们发现4个来源，可能是LMXB/CV在静态与天龙座。我们还将限制中心黑洞的光度和暗物质衰变信号约3.5千电子伏。
2016-02-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
New Limits on the Dark Matter Lifetime from Dwarf Spheroidal Galaxies using Fermi-LAT
矮球状星系（dSphs）由于其邻近、缺乏天体物理背景和高暗物质密度，是通过γ射线辐射间接探测暗物质的理想目标。它们经常被用来限制暗物质湮灭截面。在本文中，我们分析了6年的{ \it费米}-LAT伽马射线数据从19 dSphs是银河系的卫星，并从堆叠分析的15 dSphs，强大的95\%置信水平下限的暗物质寿命的几个衰变通道和暗物质质量之间的$\sim 1$ GeV和$10$ TeV。我们的研究结果是基于一个bin的bin的极大似然分析治疗的J-因子作为一个滋扰参数使用PASS 8事件类。我们从这个合奏的约束是最严格和坚实的文献中，和现有的竞争对手来自河外伽玛射线背景，星系团，AMS-02宇宙射线数据，Super-K和ICECUBE中微子数据，而系统的不确定性不敏感。特别是，在伽马射线的搜索，我们改善了现有的限制暗物质衰减到$\bar{b}b$，（$μ^+μ^-$）DM质量低于$\sim 30\, (200)$ ~GeV，表明dSphs是令人信服的目标约束暗物质衰变寿命。
2016-04-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
X-ray lines from R-parity violating decays of keV sparticles
如果R宇称只是轻微地被破坏，那么最轻的超对称粒子（LSP）在宇宙学时间尺度上是稳定的，并且仍然可以解释暗物质的残余密度。我们研究了keV尺度LSP暗物质到中微子-光子对的R宇称破坏衰变产生可探测的X射线谱线的可能性。具体来说，我们考虑的情况下，LSP是一个轻的引力子，比诺，或隐藏的部门photino。潜在的信号进行了讨论的背景下，最近声称的一个身份不明的3.5千电子伏的X射线线的研究堆叠星系团。我们评论的困难，在获得观测到的遗迹密度keV规模的双星或隐藏的光暗物质和一些可能的解决方案。
2014-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Deep XMM Observations of Draco rule out at the 99% Confidence Level a Dark Matter Decay Origin for the 3.5 keV Line
我们在矮球状星系Draco的深度，~1.6 Msec XMM-牛顿观测中寻找能量约为3.5 keV的X射线线。在MOS或PN探测器中均未发现线路。在这个能量范围内的数据是完全一致的一个单一的，展开的幂律模型的粒子背景，这在这些能量占主导地位，加上仪器线;添加一个~3.5 keV的线功能没有改善的拟合。线通量的相应上限排除了在星系团观测中发现的3.5 keV线和在银河系中心大于99% C. L.的暗物质衰变起源。
2016-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
XRISM constraints on unidentified X-ray emission lines, including the 3.5 keV line, in the stacked spectrum of ten galaxy clusters
本研究利用XRISM Resolve对10个星系团的早期观测数据叠加搜寻暗物质候选惰性中微子衰变的3.5 keV特征线，未探测到未知谱线并给出更严衰变率上限，为后续暗物质间接探测提供约束。
2025-10-28 astro-ph.HE hep-ex
Search for gamma-ray line features from Milky Way satellites with Fermi-LAT Pass 8 data
利用91个月的公开的Fermi-LAT Pass 8数据，我们分析了银河系卫星的伽马射线发射，以寻找由于暗物质粒子湮灭为双光子而产生的潜在线信号。搜索的目标包括一个矮球状星系样本，大麦云云（LMC）和小麦哲伦云（SMC）。无论是在堆积矮星系样品中还是在LMC/SMC方向上，都没有发现明显的线发射。导出了相应的双光子湮没截面上限。与以往用Pass 7数据进行的γ射线谱线搜索结果相比，目前对矮球状星系谱线辐射的约束在较宽的能量范围内得到了显著改善。随着矮球状星系（候选星系）样本的迅速增加，我们期望在不久的将来伽马射线谱线搜索的灵敏度将得到显著提高。
2016-08-25 astro-ph.HE
Detection of An Unidentified Emission Line in the Stacked X-ray spectrum of Galaxy Clusters
我们在73个星系团的XMM叠加谱中探测到一条E=（3.55-3.57）+/-0.03 keV的微弱的未识别发射线，红移范围为0.01-0.35。MOS和PN观测结果分别显示了该线在一致能量下的存在。当整个样本被分成三个子样本（英仙座，半人马座+蛇夫座+后发座，和所有其他），该线是显着检测在所有三个独立的MOS光谱和PN“所有其他”的光谱。它也在英仙座的钱德拉光谱中被检测到，其通量与XMM一致（尽管在室女座没有看到）。然而，它非常弱，位于几条已知的微弱谱线的50- 110 eV范围内，因此受到显著的建模不确定性的影响。关于这条线的起源，我们认为在这个能量下热等离子体中不应该有原子跃迁。一个有趣的可能性是无菌中微子的衰变，这是一种长期寻找的暗物质候选粒子。假设所有的暗物质都是m_s= 2 E =7.1 keV的无菌中微子，我们在整个样品中的探测结果对应于中微子衰变混合角sin ^2（2 θ）= 7 e-11，低于之前的上限。然而，基于星团的质量和距离，英仙座的线比这个模型中预期的要亮得多。这似乎是因为英仙座在E=3.62 keV处有一条异常明亮的线，可能是Ar XVII双电子复合线，尽管它的通量是预期值的30倍，物理上很难理解。原则上，这种异常也可以解释我们在其他子样本中的线检测，尽管它会扩大线能量的不确定性。另一种选择是Ar线中的上述异常与附近的3.51 keV K线相结合，也超出预…
2014-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Estimates for a DM $\rightarrow a \rightarrow γ$ 3.55 keV line in the radio lobes of Centaurus A
在各种星系和星系团中报告的3.55 keV过量的起源仍然未知。当考虑直接的暗物质（DM）$\rightarrow γ$衰变时，矮球状星系（dSphs）中的非观测线与星系团观测产生了张力。这种差异可以用DM $\rightarrow a \rightarrow γ$衰变来解释，其中DM粒子衰变为类轴子粒子（ALP），然后在磁场中转化为光子。因此，从衰变到ALP的3.55 keV谱线具有与直接衰变到光子非常不同的形态，因为它只会出现在源和我们之间具有大量磁场的环境中。为了检验这一假设，我们考虑了与DM $\rightarrow γ$模型相比线强度增强的靶点。射电星系的巨大叶片可能代表着良好的环境，具有强度为$\mathcal{O}(μ\rm{G})$的磁场，延伸数百千秒差距，以及最小的X射线背景。在半人马座A的情况下，大量的dSphs与星系有关，其中一些可能在其叶中或后面。本文估算了3.55 keV的DM $\rightarrow a \rightarrow γ$线的辐射通量，并与半人马座~A的DM晕的辐射通量进行了比较。我们评论的潜力，以检测这样的信号与当前的卫星（如XMM-牛顿和钱德拉）和未来的卫星（如雅典娜）。
2017-12-01 astro-ph.HE hep-ph
The 3.5 keV Line from Stringy Axions
粒子天体物理学中一个有趣的结果是最近从星系团中探测到一条无法解释的3.5千电子伏线。一个有前途的模型，它可以解释的信号和它的非观测矮球状星系的形态，涉及到7千电子伏的暗物质粒子衰变成一对超轻的轴子，转换成光子的磁场的集群。鉴于轻轴子自然出现在4D弦真空，在本文中，我们提出了一个微观实现的IIB型通量紧致化的框架内，这个模型。暗物质是一个局部的闭弦轴子，由于对超势的次显性多瞬子修正，它产生了一个微小的质量，并通过动力学混合耦合到一个几乎没有质量的开弦轴子上，这个开弦轴子生活在奇点处的D3-膜上。这种超轻轴子与光子的相互作用是由U（1）动力学混合引起的。在描述了卡-丘几何和膜设置，我们讨论了深入的模量稳定，由此产生的质谱和强度的所有相关的耦合。
2017-10-16 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Long-Exposure NuSTAR Constraints on Decaying Dark Matter in the Galactic Halo
我们提出了两个互补的NuSTAR x射线搜索千电子伏级的暗物质衰减到单能光子在银河系晕。在第一个，我们利用已知的强度模式的未聚焦杂散光整个探测器平面-主要来源的光子从扩散源-分离天体物理发射内部仪器背景使用${\sim}$ 7-MS/探测器深空天空曝光。在第二，我们提出了一个更新的参数模型的完整的NuSTAR仪器背景，使我们能够利用一个独立的${\sim}$ 20-MS/探测器堆叠曝光分布在天空中的统计能力。使用这两种方法都没有发现异常X射线线的证据，我们对无菌中微子质量为6- 40 keV的活动-无菌混合角$\sin^2(2θ)$设定了限制。第一个关键的结果是，我们强烈反对一个${\sim}$ 7 keV的无菌中微子衰变为3.5 keV的光子。第二，我们导出了质量为${\sim}$ 15- 18 keV和${\sim}$ 25- 40 keV的不育中微子的领先极限，达到或低于大爆炸核合成极限。结合以前的结果，中微子最小标准模型（$ν$ MSM）的参数空间现在几乎是封闭的。
2023-01-17 astro-ph.HE hep-ph
Observational consistency and future predictions for a 3.5 keV ALP to photon line
出于解释3.5千电子伏线通过暗物质衰变到轴子状粒子，随后转换为光子的可能性，我们研究ALP光子转换的视线内通过银河系中心的50 PC。转换取决于银河系中心的磁场，这是非常不确定的。对于低或中等观测估计值（10- 100 $μ$ G）的磁场，不可能观测到信号。对于高范围的观测估计（一个普遍的极向mG场超过中央150 pc）的字段，它是可能的，以产生足够的信号来解释最近的观测3.5千电子伏线在银河系中心。在这种情况下，银河系中心线信号主要来自$z > 20$ pc区域，与钱德拉和XMM-牛顿X射线望远镜的结果一致。从暗物质到ALP再到光子的方案也自然地预言了在堆叠星系光谱中没有观测到3.5 keV线。我们进一步探讨预测的线通量在星系中，并建议一组星系，在这个模型中观察3.5千电子伏线优化。
2014-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching for dark matter in X-rays: how not to check the dark matter origin of a spectral feature
在最近题为“在X射线中寻找暗物质：如何检查光谱特征的暗物质起源”的预印本[arXiv：1001.0644v1]中，作者声称，一些存档的X射线数据可以用来排除暗物质在20 sigma水平上以5 keV无菌中微子的形式存在。不幸的是，极限推导得不正确。我们指出这种分析的缺点，并表明，与5千电子伏的无菌中微子的光谱特征相一致的试探性检测与现有的限制并不矛盾。未来对矮球状星系的观测将验证这一假设。
2010-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Chandra High Resolution X-ray Spectrum of Quiescent Emission from Sgr A*
在静止状态下，Sgr A* 令人惊讶地暗淡，比其环境预期的亮度低10万倍。这个问题激发了大量的理论模型来解释辐射低效吸积流（RIAF）。钱德拉银河中心（GC）X射线远见计划获得了大约3个月（一个月）的钱德拉HETG数据，提供了唯一的机会，检查静止X射线发射的Sgr A* 的高分辨率光谱。利用自定义背景区域和过滤器去除重叠的点源，这项工作提供了有史以来第一次看到Sgr A* 的堆叠HETG光谱。我们用三次样条对背景数据集进行建模，并在星际消光的影响下用幂律加高斯线的简单参数模型拟合未合并的Sgr A* 光谱。我们检测到一个强的6.7 keV铁发射线的HEG光谱和3.1 keV的发射线的MEG光谱。在所有情况下，线的质心和等效宽度是一致的，从低分辨率CCD光谱测量。未分组的堆叠HEG+/-1光谱的检查揭示了铁线复合物中的精细结构。除了解析类氦铁的共振线和禁戒线外，在较低能量下还存在具有较高统计显著性的明显发射特征，可能与Sgr A* 的Bondi半径附近产生的~1 keV等离子体中的FeXX-XXIV离子有关。通过这项工作，我们将清洁和堆叠的Sgr A* 和背景HETG光谱作为特殊的遗留数据集向公众发布。
2020-02-17 astro-ph.HE physics.space-ph
Dark Matter Search Using XMM-Newton Observations of Willman 1
我们报告的结果，从辐射衰减暗物质在超微弱的矮球状星系威尔曼1的基础上从XMM-牛顿X射线天文台数据提取的光谱分析的发射线的搜索。观察后续我们的分析钱德拉数据的威尔曼1，导致在钱德拉带通的线通量上限和证据的2.5千电子伏的功能在一个显着低于99%的置信阈值用于定义的限制。更高的有效面积的XMM-牛顿探测器，结合应用最近开发的方法扩展源分析，使我们能够得到改进的约束组合的不育中微子暗物质候选人的质量和混合角。我们不确认钱德拉证据的2.5千电子伏的发射线。
2012-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Checking the dark matter origin of 3.53 keV line with the Milky Way center
我们检测到一条线在3.539 +/- 0.011千电子伏的银河系中心区域的深曝光数据集，观察与XMM-牛顿。在英仙座星系团、仙女座星系[1402.4119]和星系团[1402.2301]的叠加光谱中观察到的信号的暗物质解释，加上在空白天空数据中没有观察到这条线，为银河系中心数据中这条线的可能强度设定了下限和上限。我们的结果与观测者先前提出的一类银河系质量模型的这些约束是一致的，并且将对应于辐射衰变暗物质寿命τ_dm ~（6-8）x 10^{27} sec。尽管仅根据银河中心数据很难排除这条线的天体物理起源，但这是对假设的重要一致性检验，鼓励用预计到2015年底的更多观测数据来检验它。
2015-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The XMM-Newton X-ray Spectra of the Most X-ray Luminous Radio-quiet ROSAT Bright Survey-QSOs: A Reference Sample for the Interpretation of High-redshift QSO Spectra
本文介绍了ROSAT明亮巡天中发现的四个最亮的X射线（0.5-2 keV波段LX>= 10^{45} erg/s）射电宁静类星体的宽频带X射线性质。这个均匀的样本类，探索了类星体光度函数的极端，表现出令人惊讶的均匀X射线光谱特性：一个软过剩与一个非常光滑的形状，不包含任何明显的离散特征，一个硬功率定律超过2千电子伏，和一个弱窄/勉强解决铁K-α荧光线的三个高信噪比（S/N）光谱。只有软实力法则才能很好地拟合软过剩。Fe K-α质心和谱线宽度表明中性Fe（E=6.4 keV）的辐射来自冷物质，距离只有几个光日或更远。中性Fe线的良好约束的等效宽度（EW）高于从X射线Baldwin效应所预期的，该效应在非常高的光度下仅受到很差的约束。考虑到我们的EW测量结果，我们发现X射线Baldwin效应在L_X ~ 10^{44} erg/s（2-10 keV波段）以上存在，在此波段，发现一个几乎为100 eV的常数<EW>，我们证实了在解释叠加X射线谱时，活动星系核具有非常相似的X射线性质的假设。我们的堆叠光谱作为一个极好的参考解释低信噪比的无线电安静类星体的光谱，具有类似的光度在较高的红移常规检测XMM-牛顿和钱德拉调查。
2010-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Classification of low-luminosity stellar X-ray sources in the field of the Draco dwarf spheroidal galaxy
先前对天龙座矮球状（dSph）星系场中X射线源的X射线光度函数的研究表明，在0.5-2 keV的软能量范围内存在一群未知的X射线源。2015年，在26个深XMM-牛顿中再次观察到天龙座dSph，观测为尚未分类的来源提供了新的研究机会。我们将之前对Draco dSph的X射线源的多波长研究中提出的分类标准应用于2009年和2015年XMM-牛顿数据集中检测到的源。这些判据是基于X射线研究和光学、近红外和中红外对应物的性质，使我们能够将背景活动星系核和星系与其他类型的X射线源区分开来。我们提出了X射线源的分类，其中对应物被确定为恒星对象根据我们的标准从多波长数据。我们在天龙座dSph中发现了三颗新的共生星，它们的X射线光度介于$\sim$ 3.5 $\times10^{34}$ erg s $^{-1}$和5.5 $\times10^{34}$ erg s $^{-1}$之间。X射线光谱分析表明，其中两颗共生星是$β$型。这是第一次在附近星系中发现这类共生星。在天龙座dSph的视野中，有八个源被归类为银河系M矮星。这些M矮星的距离在$\sim$ 140-800 pc之间，它们的X射线光度在$10^{28}-10^{29}$ erg与$^{-1}$之间，而X射线与辐射热光度的对数比log $(\frac{L_\text{X}}{L_\text{bol}})$在$-3.4$与$-2.1$之…
2019-06-03 astro-ph.HE
Indirect Detection Constraints on s and t Channel Simplified Models of Dark Matter
最近对银河系中矮球状星系的费米-LAT观测对来自暗物质湮灭的伽马射线通量有很强的限制。为了对暗物质湮灭截面产生最强的限制，每个矮星系的观测通常被“叠加”在一个联合似然分析中，利用光学观测来限制每个矮星系中的暗物质密度分布。这些极限通常仅针对奇异湮灭终态（诸如$b\bar{b}$或$τ^+τ^-$）计算。在本文中，我们推广这种方法，通过产生一个独立的联合似然分析设置约束模型的暗物质粒子湮灭到多个最终状态费米子。我们解释这些结果的背景下，最流行的简化模型，包括与s-和t-通道暗物质湮灭通过标量和矢量介质。我们提出我们的结果作为最小暗物质质量和介质扇区参数的约束。此外，我们还将简化模型的结果与高质量极限下的有效场论接触相互作用的结果进行了比较。
2016-06-13 astro-ph.HE hep-ph
On the nature of red galaxies: the Chandra perspective
我们给出了钱德拉观测到的极红天体（ERO）的X射线特性，这些极红天体有三个部分重叠的点（最高可达90 k），覆盖面积约为500弧分^[2]，通量极限为0.5 ~ 8 keV，约为10-15 erg cm-2 s-1。我们使用多波段光度星表选择ERO，其KS波段星等为~19.3（Vega系统）;在X射线中检测到14个ERO，相当于总X射线源总数的~9%（149个X射线源）和ERO总数的~5%（288个）。所有X射线探测到的ERO的X射线发射与活动星系核（AGN）的一致（在光度红移z > 1时>=3.5x10^{42} erg s-1），与先前的X射线观测结果一致，具有在三个X射线最亮ERO和11个X射线最亮ERO之间增加吸收的指示。我们利用Chandra提供的良好的空间分辨率和有限的背景，通过叠加分析对X射线未检测到的ERO的种群进行约束。在观测到的0.5-8 keV波段中，它们的叠加发射的统计显著性为5.7 sigma，提供了z=1处的平均本征吸收的上限为2.5x10^{22} cm^{-2}，对应于静止坐标系0.5-8 keV的光度为8.9x10^{41} erg s^{-1}。我们估计，任何与吸积相关的X射线发射的堆叠信号可能是“稀释”的发射，由于在正常星系和恒星形成活动的尘埃笼罩的星系在高红移的热气。
2009-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Searching for Solar-Basin Axionlike-Particle Decay with XMM-Newton Blank-Sky Observations
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究提出利用XMM-Newton空白天观测堆叠谱，搜寻太阳引力场中轴子类粒子衰变的策略，在1.4–16 keV质量范围得到相关耦合常数限制，为后续搜寻提供可扩展分析框架。
2026-08-26 astro-ph.HE hep-ph
Thermal or Non-thermal? Diffuse emission in the infall region of stacked galaxy groups
Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学）；INAF, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio（意大利国家天体物理研究所，天文与空间科学观测站）；University of Geneva（日内瓦大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马普地外物理研究所）
本研究利用SRG/eROSITA巡天数据，首次对827个低质量星系群下落区的群内介质进行光谱测量，探测到弥散辐射并分析其热力学性质，探讨了热与非热辐射成分的可能性。
2026-07-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
A sample of ionised Fe line-emitting X-ray sources in the inner Galactic disc
针对银河系内盘未解析X射线辐射的来源争议，利用XMM-牛顿望远镜在6.5-7 keV波段探测到859个源，筛选出72个有显著6.7 keV铁线发射的源，发现其分为软硬两类，硬源多为mCV候选体且其铁线等值宽度接近银盘弥散X射线辐射的对应值。
2025-06-13 astro-ph.HE
Search for 511 keV Emission in Satellite Galaxies of the Milky Way with INTEGRAL/SPI
银河系（MW）中的正电子湮没伽马射线信号显示出令人困惑的形态：一个非常明亮的凸起和一个非常低的表面亮度盘。对于正电子的起源、在银河系中的传播以及随后在星际介质中的湮灭，目前还没有一个连贯的解释，初步的解释涉及来自放射性、X射线双星和暗物质（DM）的正电子。矮卫星星系（DSG）被认为是DM占主导地位，因此有希望的候选人在寻找511 keV的辐射作为DM湮灭成电子-正电子对的结果。本研究的目标是约束可能的511千电子伏的伽马射线信号从39 DSG的MW和测试的湮灭DM的情况。我们使用光谱仪SPI在INTEGRAL上提取所研究对象的单个光谱。由于弥漫星系发射占主导地位的信号，大尺度形态的MW已相应地建模，并包括在一个极大似然分析。或者，已经确定了距离加权堆叠光谱。只有Reticulum II（Ret II）显示3.1 sigma信号。其他五个来源显示出试探性的2西格玛信号。质量-511 keV-光度比显示了一个边际趋势，对更高的值，本质上更明亮的对象，相反的V波段的质量-光比，这是通常用来揭示DM在DSG。所有导出的通量值均高于MW凸起信号的DM解释所暗示的水平。来自Ret II的信号不太可能单独与DM起源有关，否则，MW凸起将比所看到的亮约100倍。考虑到DSG样本，Ret II是例外的，如果它的起源与MW中的过程相似，则它指向最近增强的恒星形成活动。了解这种发射可能会提供进一步的线索…
2016-08-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chandra observations of the HII complex G5.89-0.39 and TeV gamma-ray source HESSJ1800-240B
我们利用钱德拉X射线观测，对大质量恒星形成区G5.89-0.39的恒星群进行了调查，并展示了其与符合TeV伽马射线源HESSJ 1800 - 240 B的潜在联系。G5.89-0.39包括两个单独的HII区域G5.89-0.39A和G5.89-0.39B（超紧凑HII区域）。我们确定了159个单独的X射线点源，在我们的观察使用源检测算法\texttt{wavdetect}。35 X射线源与HII复合体G5.89-0.39有关。这35个X射线源代表了$\sim10^{30.5}$的平均未吸收光度（0.3- 10.keV），erg/s，是典型的B7-B5型星。在我们的观测中，可能发现了G5.89-0.39B的潜在电离源，即费尔特星，其未被吸收的X射线光度表明它是一颗B7-B5星。这些源的堆叠能谱与具有kT $\sim$ 5“，keV和柱密度N $_{\rm H}=2.6\times10^{22}$”，cm $^{-2}$（A $_{\rm V}\sim 10$）的单热等离子体APEC模型很好地拟合。朝向G5.89-0.39A和B的剩余（减去源）X射线发射比它们各自的堆叠源光度大约30%和25%。假设这些残余辐射是来自未解析的恒星源，则G5.89-0.39A和B中的B型等效恒星总量将是75颗，与先前对G5.89-0.39中热恒星总质量的估计一致。我们还研究了G5.89-0.39中35个X…
2016-06-27 astro-ph.HE
Weak Hard X-ray Emission from Broad Absorption Line Quasars: Evidence for Intrinsic X-ray Weakness
我们报告了NuSTAR对六个X射线弱宽吸收线（BAL）类星体的观测结果。这些目标的z=0.148-1.223，是已知z<1.3的光学最明亮和最明亮的BAL类星体之一。然而，它们的静止坐标系2 keV光度比典型类星体的预期弱14至>330倍。我们对两个低红移BAL类星体的试点NuSTAR研究、对高红移BAL类星体样本的Chandra叠加分析以及对本地BAL类星体Mrk 231的NuSTAR光谱分析的结果已经表明存在本质上弱X射线的BAL类星体，即，类星体不发射X射线的水平预期从他们的光学/紫外线发射。目前计划的目的是扩大对这些非凡物体的搜索。NuSTAR在3-24 keV波段中微弱检测到6个新靶中的3个，计数<45，其他3个未检测到。NuSTAR观测到的硬X射线（8-24 keV）弱，如果这些物体具有标称的潜在X射线发射，则需要康普顿厚度的吸收。然而，该样品的软堆叠有效光子指数（Γ~1.8）通常不利于康普顿厚吸收。NuSTAR针对该样品和选择的弱<10 keV的中试样品观察到的均匀的硬X射线弱也表明X射线弱是至少一些靶中固有的。我们的结论是，NuSTAR观测可能发现了一个显着的人口（>33%）的本质X射线弱对象之间的BAL类星体显着弱<10 keV的发射。我们认为本征X射线弱的类星体可能优先被观测到作为BAL类星体。
2014-08-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
The emergence of X-ray emission lines during relativistic radio-jet formation in the changing-look active galactic nucleus 1ES 1927+654
Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心天体物理学科学部门）；Center for Space Science and Technology, University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校空间科学与技术中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC（NASA/GSFC空间科学与探索研究中心）；Department of Physics, University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校物理系）；Department of Physics, Sri Venkateswara College, University of Delhi（德里大学斯里文卡特斯瓦拉学院物理系）；MKHS, Murshidabad, West Bengal, India（印度西孟加拉州穆尔希达巴德MKHS）；European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC)（欧洲空间局（ESA）欧洲空间研究与技术中心（ESTEC））
对1ES 1927+654进行多波段监测，用多台设备观测其光谱演化。发现喷流形成时出现软X射线发射线，还检测到Fe K发射特征，揭示电离吸收体变化及吸积和外流过程转变，表明喷流形成时相关区域稳定。
2026-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
X-ray Emission in Non-AGN Galaxies at z ~ 1
利用DEEP 2星系红移巡天和全波长扩展Groth带国际巡天的数据，我们获得了星系在0.7 < z < 1.0处的叠加X射线图作为恒星质量的函数。我们计算了这些星系的总X射线计数，并表明在软波段（0.5- 2，kev），在这些红移处星系X射线计数与恒星质量之间存在着显著的相关性。X射线计数和恒星质量之间的最佳拟合关系可以用斜率为0.58 +/- 0.1的幂律来表征。我们没有发现恒星质量与硬（2- 7，kev）和超硬（4- 7，kev）波段的X射线光度之间有任何相关性。我们星系的硬度比表明，X射线发射是两个光谱模型之间的退化，即点状幂律发射和扩展等离子体发射在星际介质。这与在低红移星系中观察到的相似。使用一个简单的光谱模型，其中一半的发射来自幂律源，另一半来自扩展的热晕，我们推导出我们的星系的X射线光度。我们星系的软X射线光度在10^39-8x10^40尔格/秒之间。将我们的星系样本除以标准U-B > 1，我们发现没有证据表明我们的X射线标度关系的结果依赖于光学颜色。
2015-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
HS 1700+6416: the first high redshift non lensed NAL-QSO showing variable high velocity outflows
本文详细分析了HS 1700+6416的X射线辐射，HS 1700+6416是一个高红移（z=2.7348）的发光类星体，根据其SDSS谱被归类为窄吸收线（NAL）类星体。从2000年到2007年，钱德拉和XMM分别观测了9次和1次。在两次观测之间，可以清楚地检测到2-10 keV通量的长期变化，变化系数为3（~3- 9 x10 ^-14 erg·s^-1·cm^-2），中性吸收量也存在长期变化（2000年和2002年Nh < 10^22·cm^-2，2007年Nh=4.4+-1.2x10^22·cm^-2）。最有趣的是，在2000年的钱德拉观测中，在10.3 ± 0.7 keV（静止帧）处清楚地检测到一个宽吸收特征，而当2007年的8个连续钱德拉观测叠加在一起时，在8.9 ± 0.4和12.5 ± 0.7 keV处可以看到两个类似的特征。在2002年的XMM观测中，受到背景耀斑的强烈影响，在8.0 ± 0.3 keV处有类似特征的暗示。我们解释这些功能的吸收线从高速，高度电离（即Fe XXV，FeXXVI）流出的气体。在这种情况下，推断出的流出速度在v=0.12-0.59c的范围内。为了重现观测到的特征，气体必须具有高的柱密度（Nh>3x10^23 cm^-2）、高的电离参数（log（xi）>3.3 erg cm s^-1）和大的速度范围（Δ V~10^4 km s^-1）。这个…
2012-05-30 astro-ph.CO 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
Charge exchange in galaxy clusters
虽然理论上是可以预期的，但是来自星系团的电荷交换辐射还没有被可靠地探测到。最近报告了越来越多的线索，包括用Hitomi数据对英仙座星系团进行了相当边缘的探测。正如Gu et al.（2015）所建议的那样，对星系团电荷交换线发射的探测不仅会影响对新发现的3.5 keV线的解释，而且还会开辟一个关于星系团中冷热物质相互作用的新研究课题。我们的目标是执行最系统的搜索O VIII电荷交换线簇光谱使用RGS板XMM。我们介绍了一个样本的21个集群观察与RGS。主要的热等离子体发射的建模和减去与两个温度的CIE分量，和残差堆叠的线搜索。拟合中的系统不确定性通过用不同的连续谱和谱线增宽重新拟合光谱来量化。通过剩余堆叠，我们确实发现了在14.82 A处的线状特征的暗示，这是氧电荷交换所期望的特征波长。该特征的边缘显著性为2.8 sigma，平均等效宽度为2.5E-4 keV。我们进一步证明，推定的功能可以很难受到连续模拟和仪器效应的系统误差，或相邻的热谱线的原子不确定性。假设一个现实的温度和丰度模式，可能的氧线所暗示的物理模型与先前提出的解释3.5千电子伏线的理论模型一致。如果电荷交换源确实存在，我们预计在以前的X射线测量中，氧丰度可能被高估了8-22%，这些测量假设了纯热谱线。
2017-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-ray excess from a stacked sample of high- and intermediate-frequency peaked blazars observed with the MAGIC telescope
在2004年至2009年期间，使用MAGIC望远镜在100 GeV以上的能量下观测到了28个X射线选定的高频和中频峰值耀变体样本，其X射线通量在1 keV下大于2 uJy，红移范围为0.018至0.361。其中七个被发现，这些观察结果在其他地方讨论。在这里，我们集中在其余的21个耀变体，没有发现在这次观测活动，并提出了3西格玛（99.7%）的置信上限，其流量。蟹状星云的单个通量上限在整体通量的1.6%到13.6%之间.应用叠加方法的样本的非检测与总的394.1小时的曝光时间，我们发现的证据超过4.9标准差的累积意义。它不是由单个物体或耀斑主导的，而是随着观测时间线性增加，对于积分通量水平为150 GeV以上蟹状星云观测到的积分通量水平的~ 1.5%的恒定源。
2011-01-14 astro-ph.HE
Multiwavelength analysis of low surface brightness galaxies to study possible dark matter signature
低表面亮度（LSB）星系具有非常弥散的低表面密度恒星盘，在光学图像中显得暗淡。它们富含中性氢（HI）气体，远远超出了恒星盘。它们的扩展HI旋转曲线和恒星盘表明，与正常明亮的星系相比，它们具有非常大的暗物质（DM）晕。因此，LSB星系可能是间接探测DM的宝贵实验室。在本文中，我们搜索的WIMP湮灭签名在四个LSB星系和费米大天区望远镜（LAT）近九年的数据进行了分析。在500 MeV以上，没有从LSB星系中检测到多余的辐射。对于单个目标和堆叠目标，我们获得了不同湮灭通道对DM横截面的约束。除此之外，我们使用无线电数据从甚大阵（VLA）射电望远镜，以获得DM的限制，以下多波长的方法。从所考虑的4个LSB星系获得的约束是近3个数量级弱于预测的限制的热遗迹丰度和合并的限制实现从费米-LAT观测矮球状星系。最后，我们讨论了使用即将到来的地面$γ$射线和射电天文台，即切伦科夫望远镜阵列（CTA）和平方公里阵列（SKA）检测LSB星系发射的可能性。
2020-12-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Suzaku Observations of Moderately Obscured (Compton-thin) Active Galactic Nuclei Selected by Swift/BAT Hard X-ray Survey
本文报道了用朱雀望远镜和雨燕/爆发警戒望远镜（BAT）对中等暗度（$22 \leq \log N_{\rm H} < 24$）活动星系核（AGN）进行系统的宽频带（0.5- 150 keV）X射线谱分析的结果。我们的样本由$z<0.1$的45个本地活动星系核组成，其中$\log L_{\rm 14-195\1mmkeV} > 42$是在Swift/BAT 70个月的调查中检测到的，其朱雀档案数据截至2015年12月。所有的光谱均匀地拟合与基线模型组成的吸收截止幂律分量，反射发射伴随着一个狭窄的荧光铁-K $α$线从冷物质（环面），和散射发射。基于上述分析的主要结果如下。(1)光子指数与爱丁顿比相关，但与光度或黑洞质量无关。(2)铁-K $α$线与X射线光度的比率，环面覆盖分数指示器，显示与光度的显著反相关。(3)从14千电子伏以上的叠加光谱得出的平均反射强度，在不太明亮（$\log L_{\rm 10-50\1mmkeV} \leq 43.3$ ; $R= 1.04^{+0.17}_{-0.19}$）或高度模糊的活动星系核（$\log N_{\rm H} > 23$ ; $R = 1.03^{+0.15}_{-0.17}$）中分别比在更明亮（$\log L_{\rm 10-50\1mmkeV} > 43.3$ ; $R= 0.46^{+0.08}_{-0.09}$）或轻度模糊的物体…
2016-06-15 astro-ph.HE
X-ray emission from warm-hot intergalactic medium: the role of resonantly scattered cosmic X-ray background
我们重新计算了来自温热星系际介质（WHIM）的X射线辐射，特别关注来自共振散射宇宙X射线背景（CXB）的贡献。如果CXB发射的重要部分被分解为点源，则WHIM沿视线的性质被记录在分解源的堆叠光谱中的吸收线和剩余漫射信号中的发射线中。对于最强的谐振线，这意味着发射率的$\sim30$提高的因素相比，在密度-温度参数空间区域的主要部分的WHIM相关的固有发射率。0.5-1 keV带的总体提升是$\sim4$，在温度高于$10^{6}$ K和过密度$δ\gtrsim100$时急剧下降。除了发射率的提高之外，共振散射的贡献还改变了谱线的相对强度，因此在考虑高分辨率光谱的线比诊断或低分辨率光谱的红移确定时应该考虑到这一点。通过比较WHIM在X射线吸收和发射方面的特征，可以在未来的X射线飞行任务中区分真正的小超密度扩散气体和小填充因子的致密团块。
2018-10-31 astro-ph.HE
Discovery of Polarized X-Ray Emission from the Accreting Millisecond Pulsar SRGA J144459.2-604207
本文报道了 IXPE 首次发现吸积毫秒脉冲星 SRGA J144459.2-604207 的偏振 X 射线辐射，并结合多波段计时与相位分辨偏振分析，用相对论旋转矢量模型约束其磁倾角约为 10°，同时给出 I 型 X 射线暴的偏振上限。
2024-12-11 astro-ph.HE
