Aspects of Sommerfeld Enhancement in the light of Halo gamma-ray excess
Yonsei University（延世大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
本文探讨了Sommerfeld增强作用在解释halo伽马射线过剩现象中的作用，提出了一种最小模型来解释相关观测数据。
2025-12-31 astro-ph.HE hep-ph
Investigating the Uniformity of the Excess Gamma rays towards the Galactic Center Region
我们进行了一个复合似然分析的细分区域内的中央$26^\circ\times20^\circ$的银河系，其目的是表征的伽玛射线银河系中心过剩的光谱在不同的galactocentric距离的区域。在最里面的几度之外，我们发现过量的径向轮廓是背景模型依赖的，并且约束很差。观测到过量辐射的光谱在半径上延伸到$\sim5^\circ$之外10 GeV以上，但仅在最内侧的几度在10- 20 GeV之间急剧截止。如果解释为一个真正的功能过剩，这种径向变化的光谱有重要的影响，天体物理和暗物质的银河系中心过剩的解释。单组分暗物质湮灭模型在再现这种变化方面面临挑战;另一方面，一群未解决的毫秒级暗物质同时贡献了即时和二次逆康普顿发射，这可能能够解释光谱及其空间依赖性。我们表明，在光子计数分布的光滑的暗物质湮灭信号和未解决的点源人口的预期差异是一个数量级小于拟合数据后的残差波动，这意味着错误建模是一个重要的系统性影响点源分析，旨在解决伽马射线过剩。
2016-11-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Ray Protons in the Inner Galaxy and the Galactic Center Gamma-Ray Excess
在银河系的内部区域，伽马射线超过了背景，这引发了一些关于伽马射线起源于暗物质粒子湮灭的可能性的兴奋。我们指出，这种过剩的存在取决于如何定义的漫射伽玛射线背景，并在所采用的程序，以适应这样的背景观测。我们表明，伽马射线发射的光谱和形态特征密切匹配所观察到的过剩产生的宇宙射线质子在银河系内部的人口，并提供这样的人口的存在，最有可能来自当地超新星遗迹的原则和论据的证据。具体来说，“银河系中心过剩”很容易解释为最近的宇宙射线注入爆发，年龄在1-10千年的范围内，而扩展的内部星系过剩指向百万年的注入事件，连续或脉冲。我们的结论是，认为没有标准的天体物理学机制可以解释过量是为时过早。
2014-07-31 astro-ph.HE hep-ph
Confronting the Galactic Center Gamma Ray Excess With a Light Scalar Dark Matter
费米大面积望远镜观测到来自银河系中心的伽马射线发射光谱过量。这些数据表明，质量在31-40 GeV范围内的轻暗物质（DM）候选者，主要衰变为$b\bar b$最终状态，可以解释所观察到的光子能量的存在。我们试图在超对称逆跷跷板模型（SISM）中通过超中微子DM湮灭为费米子对来解释这一观察到的现象。这个模型也可以解释微小的非零中微子质量满足现有的中微子振荡数据。我们表明，在这个模型中的希格斯门DM是在完美的协议，除了满足所有其他现有的对撞机，宇宙学和低能实验的限制，与这个新的解释。
2015-01-26 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
Boxes, Boosts, and Energy Duality: Understanding the Galactic-Center Gamma-Ray Excess through Dynamical Dark Matter
目前存在的许多模型试图解释从银河系中心发出的过量伽马射线的湮灭或衰变的暗物质。这些模型通常表现出各种复杂的级联机制的光子生产，导致一个不平凡的运动学，掩盖了底层的黑暗部门的物理。在本文中，相比之下，我们观察到的伽玛射线过剩的频谱可能实际上表现出一个有趣的“能量对偶”不变性下$E_γ\rightarrow E_\ast^2/E_γ$的一些$E_\ast$。正如我们将要讨论的那样，这样的能量二元性指向一个非常简单的替代运动学，而这个替代运动学又在动力学暗物质框架内自然地实现。因此，对这种能量二元性的观测可以提供有关银河系中心伽马射线过剩可能产生的暗区性质的大量信息，并突出了在1 GeV左右的能量范围内获得更完整的银河系中心过剩数据的重要性。
2017-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The High-Energy Tail of the Galactic Center Gamma-Ray Excess
Fermi-LAT的观测发现了一个明亮的，围绕银河系中心的球对称多余物。伽玛射线过剩的光谱在能量约为2 GeV时急剧达到峰值，在较低的能量下表现出硬光谱，并在能量约为5 GeV时迅速下降。超过~10 GeV的过剩能谱可能是其起源的不同物理模型之间的重要联系。我们的研究重点是在超过10 GeV的能量下对伽马射线过剩的观测，发现：（1）在9.5- 47.5GeV的能量范围内保持统计上显著的过量，其不与已知的扩散发射模板（例如费米泡）退化，（2）在高能量下过量的径向分布保持与光谱峰附近的数据相对一致，（3）~ 5GeV以上的数据倾向于长轴垂直于银道面的略大的椭圆率。使用最近开发的非泊松模板拟合，我们发现温和的证据点源起源的高能量过剩，虽然考虑到统计和系统的不确定性，我们表明，一个平稳的起源的高能量排放不能排除。我们讨论了脉冲星和暗物质模型的伽玛射线过剩这些发现的含义。最后，我们提供了一些更新的测量伽玛射线过剩，利用新的扩散模板和通行证8数据集。
2017-02-25 astro-ph.HE hep-ph
Di-photon excess at LHC and the gamma ray excess at the Galactic Centre
最近的迹象表明，在大型强子对撞机的双光子最终状态的750 GeV的共振的动机，在这项工作中，我们分析的兼容性过剩与广泛的光子过剩检测在银河系中心。有趣的是，通过分析一个有效模型的参数空间，其中一个750 GeV的赝标量粒子介导的标准模型和标量暗扇区之间的相互作用，我们证明了这两个信号的兼容性。然而，我们发现，大型强子对撞机单喷流搜索和费米LAT测量强烈限制了可行的参数空间。本文评述了AMS-02实验对宇宙反质子通量测量的可能影响。
2016-01-29 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Lining up the Galactic Center Gamma-Ray Excess
暗物质粒子湮灭成标准模型费米子，或许可以解释最近观测到的银河系中心方向的伽马射线过剩。最近，一个隐藏的光子模型已被提出来解释这种信号。用偶极矩算子和小的暗扇区质量分裂补充该模型允许光子线的大截面，同时避免直接检测和其他约束。比较线和连续体的截面，我们发现线只被相对尺度和耦合所抑制。考虑到目前对这个比率的限制，在不久的将来发现的一条线可能指向一个新的尺度Lambda ~ O（1 TeV），我们希望在那里发现新的带电粒子。此外，这样的线也意味着暗物质可以在不久的将来直接探测实验中可见。
2015-06-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
$SU(2)_X$ Vector DM and Galactic Center Gamma-Ray Excess
当局部$SU(2)_X$被一个四重态自发破缺时，保持了未破缺的$Z_3$对称性。规范玻色子$χ_μ(\bar χ_μ)$携带暗电荷，是暗物质的候选者。通过四重态标量玻色子$ϕ_r$与标准模型（SM）Higgs的混合，DM可以通过Higgs门湮灭为SM粒子。为了研究矢量DM的意义，我们研究了DM的残余密度、DM-核子散射的直接探测和γ射线谱的过剩，并得到了{ \it Fermi} γ射线空间望远镜数据的支持。我们发现，在我们的模型中，DM质量约为$70$ GeV，γ射线的过剩可以很好地拟合的数据。
2015-06-07 astro-ph.HE hep-ph
Updated Collider and Direct Detection Constraints on Dark Matter Models for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
利用一套详尽的简化模型，我们重新审视暗物质的情况下，可能能够产生所观察到的银河系中心的伽马射线过剩，更新约束的LUX和PandaX-II实验，以及从大型强子对撞机和其他对撞机。我们确定了各种各样的伪标量介导的模型，保持一致的所有约束。相反，通过自旋为1的介质湮灭的暗物质候选者被直接检测约束排除，除非介质的质量接近湮灭共振，或者介质与暗物质有纯矢量耦合，与标准模型费米子有纯轴向耦合。所有暗物质通过$t$通道过程湮灭的情况现在都被LUX/PandaX-II和LHC的限制排除了。
2017-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Renormalizable Model for the Galactic Center Gamma Ray Excess from Dark Matter Annihilation
在过去的几年里，来自银河系中心的能量为O（GeV）的伽马射线过剩的证据一直在稳步积累。最近对费米望远镜数据过剩的研究使人们对未知天体物理来源产生的过剩的解释产生了怀疑。过量的一个潜在来源是暗物质湮灭成标准模型终态，从而产生伽马射线。过剩的频谱是很好的拟合30 GeV的暗物质湮灭成一对b夸克的截面的数量级相同的预期热遗迹。可以导致暗物质湮灭通道的简单模型与直接探测实验的零结果存在强烈的矛盾。我们构建了一个可重正化的模型，其中暗物质-标准模型相互作用是由赝标量介导的，该赝标量与一对希格斯偶极子的CP-奇数分量混合，允许在抑制直接检测信号的同时解释伽马射线过量。我们认为这种情况下希格斯衰变，罕见的B介子衰变和单喷流搜索的影响，并评论一些困难，任何暗物质模型解释伽马射线过剩通过直接湮灭成夸克会遇到。
2014-09-23 astro-ph.HE hep-ph
Known Radio Pulsars Do Not Contribute to the Galactic Center Gamma-Ray Excess
使用费米大面积望远镜（Fermi-LAT）进行的观测发现，银河系（GC）中心周围有一个显着的伽马射线过剩。对这种过剩的一种可能的解释是，在银河系内部千秒差距内密集聚集着一群未被发现的年轻或回收的恒星，它们发射出伽马射线。虽然这些系统，通过构造，具有低于费米LAT的点源灵敏度的单独通量，但它们可能已经在多波长观测中被观察到。值得注意的是，澳大利亚国家天文台（ATNF）的射电望远镜目录包括270个在GC周围10度内观测到的源。我们计算了从这270个源观测到的伽马射线发射，并获得了三个关键结果：（1）与远离银河平面的搜索相比，在GC区域的点源搜索产生了过多的非常重要的伽马射线“热点”，（2）这些伽马射线热点的位置与ATNF星的位置之间没有统计相关性，以及（3）统计上最显著的伽马射线热点的光谱基本上比GC伽马射线过量的光谱更软。这些结果对年轻恒星产生大部分伽马射线过剩的模型有很强的限制，而对毫秒恒星产生伽马射线过剩的模型则不太有利。
2015-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Hidden Sector Dark Matter and the Galactic Center Gamma-Ray Excess: A Closer Look
来自直接探测实验和大型强子对撞机的严格限制促使我们考虑这样的模型，其中暗物质不直接耦合到标准模型，而是湮灭成隐藏的扇形粒子，这些粒子最终通过与标准模型的小耦合而衰变。我们计算了在几个这样的隐藏扇区模型的背景下产生的伽马射线发射，包括那些隐藏扇区耦合到标准模型通过矢量门户（动力学混合与标准模型超荷），通过希格斯门户（混合与标准模型希格斯玻色子），或两者兼而有之。在每种情况下，我们确定广泛的参数空间区域，在其中观测到的银河系中心伽马射线过剩的光谱和强度可以很容易地被容纳，同时提供一个可接受的热遗迹丰度和保持一致的所有当前的限制。我们还指出，宇宙射线反质子测量可能会区分一些隐藏的部门模型从更传统的暗物质的情况。
2017-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
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
Galactic center GeV gamma-ray excess from dark matter with gauged lepton numbers
最近在银河系中心附近观测到的过量伽马射线信号表明，暗物质粒子可能会湮灭成带电的费米子，从而产生可观测到的伽马射线。本文考虑轻子暗物质，它通过规范轻子数${\rm U(1)}_{L_μ-L_τ}$的相互作用，湮灭为标准模型轻子$μ^+ μ^-$和$τ^+ τ^-$，并拟合了观测到的过剩。有趣的是，观测到的伽马射线通量的必要湮灭截面与暗物质的遗迹丰度值非常吻合。我们确定的首选参数空间的模型后，采取现有的实验约束的精密测量，包括μ子$(g-2)$，τ衰变，中微子三叉戟生产，暗物质直接检测，大型强子对撞机，LEP实验。
2016-09-19 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-Ray Excess and the Minimal Dark Matter Model
我们指出，在银河系中心和矮星系网室II的伽马射线过剩都可以很好地解释在最简单的暗物质模型。我们发现，在不久的将来，参数空间的相应区域将通过直接和间接的暗物质搜索进行测试。
2016-06-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Gamma-Ray Luminosity Function of Millisecond Pulsars and Implications for the GeV Excess
有人提出，大量未分辨的毫秒级伽玛射线星（MSP）可能是银河系中心周围地区观测到的过量GeV级伽玛射线的原因。这种方案的可行性关键取决于这个源群的伽马射线光度函数，它决定了费米应该已经探测到多少MSP作为已分辨的点源。在本文中，我们重新审视的γ射线光度函数的MSP，不依赖于不确定的距离测量。我们的决定，基于模型与观测到的MSP人口的特征进行比较，表明费米应该已经检测到了大量的来源与这样一个假设的内星系人口。我们不能排除这样一种情况，即位于银河系中心附近的MSP系统地比银河系平面或球状星团内的MSP亮度低。
2015-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic Center Gamma Ray Excess in a Radiative Neutrino Mass Model
费米伽马射线太空望远镜的数据指出，在银河系中心周围的区域，伽马射线的峰值在$1-3$ GeV左右。这种反常的过剩可以很好地描述为一个暗物质候选者，其质量在$31-40$ GeV范围内，湮灭成截面为$< σv > \simeq (1.4-2.0) \times 10^{-26} \; \text{cm}^3/\text{s}$的$b\bar{b}$对。在这项工作中，我们探讨了在辐射中微子质量模型的框架内有这样一个暗物质候选者的可能性。该模型是一个简单的扩展标准模型的额外的$U(1)_X$规范对称性的标准模型中微子质量出现在树水平以及辐射的异常自由添加一个单重态费米子$N_R$和两个三重态费米子$Σ_{1R}, Σ_{2R}$与合适的希格斯标量。自发规范对称性破缺是以这样一种方式实现的，它导致了剩余的$Z_2$对称性，从而提供了一个稳定的冷暗物质候选者。我们表明，在我们的模型中的单重态费米暗物质候选人可以引起银河系中心的伽马射线过剩。同时满足遗物密度、直接探测散射和碰撞边界约束的参数空间基本上对应于规范玻色子质量$m_X$约为暗物质质量$m_χ$的两倍的s波共振。我们还讨论了这种轻费米子单线态暗物质与轻中微子质量的相容性。
2014-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
WIMPless dark matter and the excess gamma rays from the Galactic center
本文讨论了来自银河系中心的过剩γ射线、WMAP haze以及CoGeNT和DAMA在无WIMP模型中的结果。同时，我们也研究了轻子反常磁矩和轻子味违反衰变对低能的约束。结果发现，标量或矢量WIMP无暗物质，无论是WMAP烟雾，也没有CoGeNT和DAMA观测可以同时解释与多余的伽马射线从银河系中心。至于费米子无WIMP的暗物质，它只能勉强容纳CoGeNT和DAMA的结果与多余的伽马射线从银河系中心与矢量连接场。另一方面，只有标量连接子场才能解释轻子反常磁矩约束下的WMAP haze。此外，如果所有的带电轻子只有一个连接子场，那么当分支比太大时，可能会发生一些轻子味违反衰变，严重违反实验界限。
2011-04-05 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton constraints on the GeV gamma-ray excess: a comprehensive analysis
银河系中心的费米-LAT数据中可能个别化了一个GeV的伽马射线过剩，并根据暗物质（DM）湮灭进行了解释，无论是在强子（基本上是$b\bar{b}$）还是轻子通道中。为了验证这个诱人的解释，我们解决了两个问题：（i）我们改进了DM的二次发射计算（逆康普顿和韧致辐射）与以前的工作，确认它是非常相关的，以确定在轻子通道的DM频谱，使任何结论的DM性质的信号关键取决于这一贡献;（ii）我们考虑反质子对DM强子通道的约束，发现传播模型的不确定性，特别是晕的高度，起着重要的作用。此外，我们讨论了太阳调制的作用，考虑到可能的电荷依赖的影响，其重要性估计利用详细的数值工具。我们得到的限制，严重限制DM的解释过剩的强子通道，银河系传播参数和太阳调制的标准假设。然而，如果采用更保守的选择，它们会大大放松。
2014-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Fermi-LAT gamma-ray signal from Earth Limb, systematic detector effects and their implications for the 130 GeV gamma-ray excess
我们通过研究来自银河系中心、附近星系团、附近最亮星系、活动星系核、非关联源、氢云和地球边缘的光子，在费米-LAT公开可用的高能伽马射线数据中寻找可能的光谱特征和系统效应。除了已知的130 GeV的伽马射线过剩的前两个来源，我们没有发现新的统计上显着的信号从其他来源。我们的大部分精力都花在研究地球边缘的光子上。在30 GeV到200 GeV的能量范围内，地球边缘γ射线谱遵循幂律，在95% CL下谱指数为2.87 \pm 0.04，与PAMELA测量的宇宙射线质子谱指数在2.82-2.85之间的结果非常一致，证实了地球边缘γ射线的物理起源。在小的子集的地球边缘数据与小的光子入射角，有可能获得光谱特征在不同的能量，包括在130 GeV，但确定的背景，从而其意义，在这些情况下有很大的不确定性。我们观测到小入射角和大入射角γ射线地球边缘谱的系统性2σ能级差。这些光谱特征以及背景的行为表明，它们可能是统计波动。
2012-09-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Testing the millisecond pulsar scenario of the Galactic center gamma-ray excess with very high energy gamma-rays
最近对费米大天区望远镜数据的分析表明，在银河系中心区域预期的漫射背景之上，存在着一个扩展的GeV $γ$射线过剩，这可以用湮灭的暗物质或毫秒双星（MSP）的数量来解释。我们建议观察非常高能量的$γ$ -射线区分MSP方案从暗物质方案。GeV的$γ$ -射线MSP应该将大部分能量释放给相对论性的$e^{\pm}$风，这些风将在银河系中扩散，并通过逆康普顿散射和韧致辐射过程辐射TeV的$γ$ -射线。通过计算光谱和空间分布，我们表明，这种发射是可检测的下一代非常高的能量$γ$射线天文台，切伦科夫望远镜阵列（CTA），在合理的模型参数。寻找GeV $γ$射线过剩的多波长对应物是解决高能宇宙中这一问题的关键。
2015-02-09 astro-ph.HE hep-ph
Galactic Center gamma-ray excess from two-Higgs-doublet-portal dark matter
我们考虑一个简单的扩展的II型两希格斯偶极子模型，通过引入一个真正的标量作为候选人的暗物质在目前的宇宙。质量约为$31-40$ GeV的暗物质粒子的主要湮灭模式是形成$b\bar{b}$对，这种湮灭模式适当地解释了观测到的来自银河系中心的伽马射线通量过剩。我们确定的参数区域的模型，可以适合的伽马射线过剩，并满足唯象的约束，如观察到的暗物质遗迹密度和直接暗物质搜索实验的零结果。大部分的参数区域被发现是在未来的直接暗物质探测实验的搜索范围内。
2014-12-25 astro-ph.HE hep-ph
Hidden On-Shell Mediators for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
我们提出了银河系中心的伽玛射线过剩狄拉克暗物质湮灭成对或三重态的壳玻色子介质的标准模型的简化模型。这些湮灭模式使得暗物质的质量比传统的有效理论中的伽马射线过剩更重。由于湮灭率是由暗物质-介质耦合决定的，因此标准模型耦合可以通过抑制直接探测和对撞机信号而在参数上变小，以“隐藏”暗区。我们探讨这些模型的可行性，作为一个热遗物和介质的作用，用于控制伽马射线光谱形状。我们评论紫外线完成这些简化模型和新的选择标准模型的最终状态。
2014-08-28 astro-ph.HE hep-ph
Z' Mediated Dark Matter Models for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
以产生银河系中心伽马射线过剩为目标，我们重新审视了暗物质通过交换新的中性规范玻色子Z '与标准模型相互作用的模型。我们发现几种情况下，可以解释这个信号，同时尊重所有现有的约束，从对撞机和直接检测实验。在这样的模型中，Z'要么1）轴向耦合轻夸克，是疏轻子的，要么2）主要耦合第三代夸克，要么3）近共振，m_Z' ~ 2 m_DM。我们确定了一个例子，一个无异常的U（1）'，导致轴向和leptophobic Z'。这里介绍的许多模型都在不久的将来直接检测实验的范围内，如LUX和XENON 1 T。
2014-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Young Pulsars and the Galactic Center GeV Gamma-ray Excess
对费米数据的研究表明，银河系中心（GC）周围有过量的GeV伽马射线，这可能是由于暗物质。我们发现，年轻的伽马射线双星可以产生类似的信号。首先，高浓度的GC超新星自然会导致一群关于GC对称的被踢星。第二，当光谱较软的非常年轻的类星体位于银道面附近时，随着年龄的增长，光谱变硬的类星体会以更大的角度聚集。这种组合，包括未解决的前景光谱，跟踪的形态和光谱的过剩。
2015-04-09 astro-ph.GA 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
Updated cosmic-ray and radio constraints on light dark matter: Implications for the GeV gamma-ray excess at the Galactic center
在银河系中心区域和银河系内部的明显的伽马射线过剩引起了相当大的兴趣，特别是因为它的光谱和径向分布都与质量约为10-40 GeV的湮灭暗物质粒子的解释一致。我们面对这样的解释与各种间接暗物质检测边界的更新汇编，我们适应所观察到的信号所需的特定形式。我们发现，宇宙射线正电子数据强烈排除了暗物质湮灭为轻轻子，或“民主地”所有轻子，作为信号的解释。宇宙线反质子，我们提出独立的和显着改善的限制相对于以前的估计，已经在相当大的紧张与DM湮灭的任何组合的夸克的最终状态;第一组AMS-02数据将因此能够排除或确认DM假说的高置信度。对于银河系中心区域磁场的合理假设，射电观测独立地对DM对过剩的解释提出了非常严格的限制，特别是对于所有轻子湮灭通道。
2014-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Vector Fermion-Portal Dark Matter: Direct Detection and Galactic Center Gamma-Ray Excess
我们研究了起源于标准模型的U（1）扩展的中性规范玻色子X作为粒子暗物质的候选者。矢量暗物质通过重费米子介质与标准模型费米子相互作用。这种相互作用在XX到ff的过程中产生了t通道湮灭截面，它在热冻结过程中控制了热遗迹丰度，并在星系晕中产生了可测量的伽马射线通量。对于光矢量暗物质，如果它主要耦合到第三代费米子，这个模型可以解释来自银河系中心的过量伽马射线。我们表明，矢量暗物质的质量为20 ~ 40 GeV，并湮灭到bb和τ的最终状态提供了一个很好的描述所观察到的伽玛射线过剩。参数空间旨在解释伽马射线过剩，也可以提供正确的热遗迹密度，并与来自电弱精密数据，希格斯不可见衰变和对撞机搜索的约束兼容。我们还表明，暗物质耦合到核子的费米子门相互作用是环抑制，只有助于自旋相关的截面。因此，矢量暗物质可以很容易地摆脱直接探测实验的严格限制。
2014-09-22 astro-ph.HE hep-ph
The Spatial Morphology of the Secondary Emission in the Galactic Center Gamma-Ray Excess
来自银河系中心（GC）的过量GeV伽马射线已经用费米大面积望远镜（LAT）测量。GC过剩（GCE）的存在似乎是强大的扩散银河系背景建模的变化。GCE的三个主要建议是尚未解决的毫秒双星（MSP），GC区域的宇宙射线爆发和自湮灭暗物质（DM）。通过未解决的MSP或DM湮灭粒子群将次级电子和正电子注入到星际介质中，可以通过逆康普顿散射或韧致辐射导致可观测的伽马射线发射。在这里，我们研究如何确定是否secondaries是重要的，在一个模型的GCE。我们开发了一种方法来测试模型拟合占不同的空间形态的二次发射。我们研究了几种模型，使二次发射和说明的情况下，宽带分析是不足以确定需要二次发射。
2016-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Gamma-Ray Pulsar Population of Globular Clusters: Implications for the GeV Excess
有人认为，从银河系中心周围的区域观测到的GeV过量可能来自于形成于球状星团中的毫秒双星。考虑到这一点，我们采用公开可用的费米数据来研究157个球状星团的伽马射线发射，从其中25个源（其中10个在现有的伽马射线目录中找不到）中识别出统计上显著的信号。我们将这些观测结果与基于每个球状星团的恒星相遇率预测的脉冲星形成率相结合，以约束银河系球状星团系统中毫秒脉冲星的伽马射线光度函数。我们发现，这个脉冲星人口表现出的光度函数，是非常相似的，在银河系（即厚盘）领域中观察到的毫秒脉冲星。然而，当恒星被球状星团驱逐后，它们会继续失去旋转动能，变得不那么明亮，导致它们的光度函数偏离稳态分布。使用这个光度函数和模型的球状星团破裂率，我们表明，毫秒诞生的球状星团球状星团可以占百分之几或更少的观测到的GeV过剩。在其他挑战中，整个GeV的过剩都是由这些恒星产生的，这与银河系中央星团的观测质量相冲突。
2016-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Bright and Choked Gamma-Ray Burst Contribution to the IceCube and ANTARES Low-Energy Excess
冰立方天文台观测到的高能中微子通量的统计数据越来越多，表明在30- 400 TeV能量范围内，大气中微子背景以上的事件过多。这种过剩与ANTARES望远镜的发现是一致的，它自然意味着不止一个源类对观测到的通量有贡献的可能性。电磁隐藏的来源已被调用来解释这种过剩的事件在低能量。通过对电磁明亮和阻塞的伽马射线暴采用统一的模型，并考虑内部和准直激波半径处的粒子加速，我们讨论了明亮和阻塞暴是否是可行的候选者。我们的研究结果表明，虽然产生了丰富的中微子通量，阻塞和明亮的天体物理喷流不能是中微子事件的过剩的主要来源。为了解释IceCube和ANTARES的低能中微子数据，应该调用模型参数的微调或阻塞射流的不同场景。
2018-04-12 astro-ph.HE hep-ph
Supersymmetric Interpretation of the EGRET Excess in Diffuse Galactic Gamma Rays
最近的研究表明，超过1 GeV的银河伽马射线可以被解释为暗物质湮灭信号。从过剩的光谱形状，它是可能的，以确定一个范围内允许的WIMP质量，可用于测试超对称参数空间。据发现，EGRET过剩结合电弱和其他限制，如遗物密度或直接检测限，是完全符合的最小mSUGRA模型标量在TeV范围和gauginos低于500 GeV。
2007-10-24 hep-ph
Bouncing black holes in quantum gravity and the Fermi gamma-ray excess
非微扰量子引力效应可以改变黑洞的命运，使它们在比霍金蒸发时间更短的时间尺度上反弹。在这篇文章中，我们表明，这一假设可以解释从银河系中心观测到的费米卫星的GeV过剩。通过仔细考虑由于不稳定强子衰变的次级分量，我们表明，该模型是完全自洽的。这种现象呈现出一种特定的红移依赖性，可以将其与其他可能导致GeV过量的天体物理现象区分开来。
2017-06-19 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Improved Cosmic-Ray Injection Models and the Galactic Center Gamma-Ray Excess
银河系中心（GC）的费米-LAT观测显示，从银河系动力中心延伸到至少10度的球对称过量GeV伽马射线。一个关键的不确定性，在提取的强度，光谱和形态，这种过剩的关注的准确性，天体物理学扩散伽马射线发射模型附近的GC。最近，人们注意到，许多扩散发射模型使用的宇宙射线注入率远低于根据中央分子区观测到的恒星形成率预测的宇宙射线注入率。在这项研究中，我们添加了一个宇宙射线注入组件，它非线性跟踪银河系的H2密度在三维空间中确定，并发现相关的伽马射线发射是退化的GC伽马射线过剩的许多属性。在利用大边带（GC周围40 x40度）对最佳拟合漫发射模型进行归一化的模型中，GC过量的强度降低了2倍，并且过量的形态变得不那么峰化和不那么球对称。在利用较小的感兴趣区域（15 x15度）的模型中，添加过量模板反而抑制了最佳拟合天体物理漫射发射的强度，并且GC过量对天体物理漫射建模细节的变化具有相当大的弹性。在这两种分析中，GC过量模板的添加仍然提供了对伽马射线数据的总体拟合的统计学显著改善。我们还实施平流风的GC，并发现费米-LAT数据强烈倾向于几百公里/秒，其作用是有效地平流低能量宇宙射线从银河系中心的顺序流出。最后，我们对我们的模型进行了大量的测试，并得出结论，它们显着提高了我们对GC多波长非热发射的理解。
2016-03-21 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Fitting the Fermi-LAT GeV excess: on the importance of the propagation of electrons from dark matter
在费米-LAT数据中检测到了GeV能量的过量伽马射线。这个信号来自银河系中心周围的一个狭窄区域，被解释为光（30 GeV）暗物质粒子的可能证据。以前的工作集中在瞬发伽马射线发射上，发现与数据的最佳拟合对应于湮灭过程进入b夸克，暗物质分布为r^{-1.2}。我们表明，这不是唯一可能的湮灭设置。更具体地说，我们将展示如何包括反康普顿散射和韧致辐射产生的电子在暗物质湮灭，并通过银河系磁场扩散的伽玛射线谱的贡献，显着影响轻子最终状态的频谱。这极大地改变了对暗物质过剩的解释。
2015-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Secluded WIMPs, QED with massive photons, and the galactic center gamma-ray excess
我们提出了一个孤立的WIMP暗物质模型，该模型由中性费米子作为暗物质候选者和Proca-Wentzel（PW）场作为介质组成。在我们考虑的模型中，暗物质WIMP与标准模型（SM）粒子的相互作用仅通过~ MeV --多GeV质量粒子的PW场。相互作用通过U（1）'介体V_INF'与超荷玻色子B_μ的动力学混合耦合到SM。我们的模型与文献中其他类似模型的一个重要区别是没有额外的单重标量，因此质量为M^2_V的参数与自发对称性破缺无关。这个基于QED的模型也是可重正化的。介体的质量尺度和单重标量的缺失可以导致有趣的天体物理特征。主要的湮没通道是不同于那些通常认为在以前的工作。我们表明，银河系中心区域的GeV能量的伽马射线过剩，来自费米-LAT伽马射线太空望远镜的数据，可以归因于这种隐蔽的暗物质WIMP，给定的模型参数是一致的宇宙学暗物质密度。隐蔽的WIMP模型也与建议的DM对宇宙射线反质子通量贡献的上限相一致。
2015-10-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Improved Modeling of the Discrete Component of the Galactic Interstellar Gamma-ray Emission and Implications for the Fermi-LAT Galactic Center Excess
本文通过改进H2代理模型来更准确地建模银道面伽马射线离散辐射，发现其显著贡献于Fermi-LAT数据并与已知源关联，为区分银心超出信号的点状或平滑起源提供了新方法。
2022-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Millisecond Pulsars, TeV Halos, and Implications For The Galactic Center Gamma-Ray Excess
HAWC的观测表明，许多年轻的恒星（包括Geminga和Monogem）被空间延伸的多TeV发射区所包围。然而，目前还不知道TeV的排放是否也是由回收的毫秒级放电管（MSP）产生的。在这项研究中，我们进行了堆叠分析的24 MSP在HAWC的视野，发现2.6-3.2西格玛之间的证据表明，这些来源，事实上，包围TeV晕。这些MSPs产生TeV晕的效率与年轻的太阳能电池所表现出的相似。这一结果表明，几十个MSP最终将被HAWC探测到，包括许多“不可见”的卫星，它们没有指向我们的无线电波束。未解决的MSP的TeV晕也可以占主导地位的TeV尺度的扩散发射在银河系高纬度地区观察到。我们还讨论了TeV和无线电观测可用于约束人口的MSP是存在于银河系内部的可能性，从而为我们提供了一种新的方式来测试的假设，MSP负责银河系中心GeV过剩。
2018-03-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A dark matter model that reconciles tensions between the cosmic-ray $e^\pm$ excess and the gamma-ray and CMB constraints
AMS-02观测到的宇宙射线（CR）$e^\pm$过剩可以用暗物质（DM）湮灭来解释。然而，DM的解释需要一个大的湮灭截面，这是强烈不赞成的其他观测，如费米-LAT伽玛射线观测矮星系和普朗克观测的宇宙微波背景（CMB）。此外，CR $e^\pm$过量所需的DM湮灭截面也太大，以至于不能用热生产产生正确的DM残余密度。在这项工作中，我们使用Breit-Wigner机制与速度相关的DM湮灭截面来调和这些紧张局势。如果DM粒子占CR $e^\pm$超过$v\sim \mathcal{O}(10^{-3})$是非常接近共振的物理极点的情况下，它们的湮灭截面在银河系中达到最大值。另一方面，相对速度较小的DM粒子在矮星系中和重组时的湮灭截面会受到抑制，这可能分别影响伽玛射线和CMB观测。我们找到了一个能同时解释AMS-02结果和热遗迹密度的合适的参数区域，同时满足Fermi-LAT和Planck约束。
2017-07-28 astro-ph.HE hep-ph
Applying Simulation-Based Inference to Spectral and Spatial Information from the Galactic Center Gamma-Ray Excess
针对Fermi银心伽马射线超出（GCE）的暗物质或毫秒脉冲星起源之争，提出基于神经后验模型的模拟推断方法，联合分析光子方向与光谱信息，并准确校正Fermi LAT望远镜分辨率。
2024-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Féeton ($B-L$ Gauge Boson) Dark Matter for the 511-keV Gamma-Ray Excess and the Prediction of Low-energy Neutrino Flux
提出极小耦合的$U(1)_{B-L}$规范玻色子féeton暗物质，以其电子对衰变解释银河系511 keV超量，并预测可由未来低能实验探测的中微子通量。
2024-05-10 astro-ph.HE hep-ph
Low Mass X-Ray Binaries in the Inner Galaxy: Implications for Millisecond Pulsars and the GeV Excess
如果毫秒双星（MSP）是银河系中心周围区域观测到的过量伽马射线发射的原因，那么同一区域也应该包含大量的低质量X射线双星（LMXB）。在这项研究中，我们编译和利用一个相当大的目录中观察到的银河系的球状星团系统和内星系的LMXB，以及从球状星团观测到的伽马射线发射，估计通量的伽马射线预测从MSP在内星系。从这个比较中，我们得出结论，只有高达$\sim$ 4-23%的观测到的伽马射线过量可能来自MSP。这一结果与以前利用球状星团和LMXB的较小样本进行的估计相一致，并且比以前的估计更可靠。如果MSP对观测到的所有过剩都负有责任，那么INTEGRAL应该在银河系中心周围的$10^{\circ}$半径范围内探测到$\sim$ $10^3$ LMXB，而只有42个LMXB（和46个额外的LMXB候选者）被观测到。
2017-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The supersymmetric interpretation of the EGRET excess of diffuse Galactic gamma rays
最近的研究表明，超过1 GeV的银河系弥散伽马射线的过剩追踪了暗物质晕，这一点可以通过从伽马射线过剩中重建银河系旋转曲线的特殊形状来证明。这可以解释为一个暗物质湮灭信号。在本文中，我们调查，如果这种解释是一致的超对称性。据发现，EGRET过剩结合所有电弱约束是完全一致的最小mSUGRA模型的标量在TeV范围内和gauginos低于500 GeV。
2006-03-11 astro-ph hep-ph
Galactic Center Gamma Ray Excess and Higgs Boson(s)
有证据表明，费米望远镜的数据显示，银河系中心存在着过量的具有$O({\rm GeV})$能量的伽马射线。过剩的光谱很好地拟合了30 GeV的暗物质湮灭成一对$b$夸克的截面预期从热遗迹。为了解释这种过剩，我们研究了一个可重正化的模型，其中暗物质通过赝标量耦合到SM，该赝标量与$CP$ -奇希格斯玻色子玻色子混合的两个希格斯双重模型。我们报告的限制，这个模型从直接检测，希格斯衰变，和罕见的$B$介子衰变。
2015-06-02 hep-ph
Geminga contribution to the cosmic-ray positron excess according to the gamma-ray observations
我们试图解释宇宙射线正电子过剩注入附近的脉冲星Geminga，假设一个两区扩散的情况下，注入光谱与低能量截止。由于来自Geminga的高能正电子和电子可以通过逆康普顿散射诱导$γ$射线，我们考虑了来自HAWC的$\sim 10$ TeV和来自Fermi-LAT的$\mathcal{O}(10)$ GeV的Geminga周围的扩展$γ$射线观测。通过对Fermi-LAT数据的分析，得到了扩展的$γ$ -射线观测结果，发现Geminga能解释$30\%$能量转换效率为正电子和电子的正电子过剩现象。然而，基于另一个费米-LAT分析给出的对扩展的$γ$射线的约束，来自Geminga的正电子将不足以解释正电子过剩。对扩展的$γ$射线的费米LAT数据进行进一步的可靠分析，对于确定Geminga是否可以解释正电子过剩是至关重要的。
2022-09-26 astro-ph.HE hep-ph
Singlet scalar dark matter in the non-commutative space-time: a viable hypothesis to explain the gamma-ray excess in the galactic center
我们探索非对易时空，以恢复银河系中心的伽马射线过剩可能是粒子暗物质湮灭的结果的想法。在非对易理论中，光子谱是由湮灭过程中的直接发射产生的，其中光子可以与新顶点中的其他直接产物一起嵌入最终状态。在各种组态的暗物质唯象中，我们采用最常见的单重标量模型。对模型的相关方面进行计算，可以得到银心的光子通量。将我们的数值结果与实验数据进行比较，发现非对易时空可以成为解释伽马射线过剩的可靠框架。
2020-07-03 hep-ph
The Andromeda Gamma-Ray Excess: Background Systematics of the Millisecond Pulsars and Dark Matter Interpretations
自从在M31方向发现了过量的伽马射线以来，其原因一直不清楚。已发表的解释集中在一个暗物质或恒星相关的起源。对银河系中心类似过剩的研究激发了信号空间形态与M31恒星质量分布的相关性。然而，由于天体物理学伽马射线前景模型存在很大的不确定性，因此确定观测到的过量发射的最佳理论是非常具有挑战性的。在这里，我们使用最先进的模板M31中的恒星质量分布和新的天体物理前景模型，其天空区域的M31伽马射线过剩进行光谱形态分析。我们构造的老恒星星族的M31的观测数据的基础上，从PAndAS调查和仔细删除前景星的地图。我们还通过使用基于机器学习方法的新型图像修复技术来产生改进的天体物理前景模型。我们发现，我们的恒星图，作为一个假定的人口的毫秒恒星在M31的隆起的位置代理，达到$5.4σ$的统计意义，使他们作为强烈的青睐，作为简单的唯象模型通常在文献中考虑，例如，亮度均匀的圆盘状模板。我们的恒星模板的检测是强大的天体物理前景模型的慷慨的变化。一旦恒星模板包括在天体物理模型中，我们表明，暗物质湮灭解释的信号是没有根据的。使用一个二进制人口合成模型的结果，我们表明，人口约一百万未解决的MSP可以自然地解释所观察到的伽马射线光度每恒星质量，能谱，和恒星膨胀盘流量比。
2022-04-01 astro-ph.HE hep-ph
A Systematic Study of Hidden Sector Dark Matter: Application to the Gamma-Ray and Antiproton Excesses
在隐藏扇区模型中，暗物质并不直接耦合到标准模型的粒子内容，在直接检测实验中强烈抑制速率，同时仍然允许来自湮灭的大信号。在本文中，我们进行了广泛的研究隐藏的扇区暗物质，涵盖了广泛的暗物质自旋，介质自旋，相互作用图，和湮灭的最终状态，在每种情况下，确定是否湮灭是s波（从而使有效的湮灭在今天的宇宙）。然后，我们继续考虑各种门户的相互作用，使隐藏的部门湮灭产品衰减到标准模型。我们广泛地分类约束遗迹密度的要求和矮球状星系观测。在这种情况下，隐藏的部门是在早期宇宙的标准模型的平衡，我们把一个下限的门户耦合，以及对暗物质的弹性散射截面与原子核。我们应用我们的隐藏部门的结果，所观察到的银河系中心伽玛射线过剩和宇宙射线反质子过剩。我们发现，这两个过剩可以同时解释的各种隐藏的部门模型，没有任何张力与矮球状星系的观测约束。
2020-07-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter visible by the EGRET Excess of Diffuse Galactic Gamma Rays?
EGRET空间望远镜提供的关于0.1至10 GeV能量范围内弥漫性银河伽马射线的公开数据表明，与传统银河模型的预期相比，能量超过1 GeV的数据过多。这种过剩显示了暗物质湮灭（DMA）的所有关键特征，比如在所有天空方向都可以观察到，其形状对应于50到100 GeV之间的WIMP质量。在各个方向上多余的强度可以用来重建DM轮廓，结合可见物质的分布，可以计算我们银河系的旋转曲线。它的特殊形状，这是不平坦的，但显示了一个最小值和最大值，确实是从伽马射线重建，从而证明EGRET多余的痕迹DM。此外，过剩的光谱形状是一致的mSUGRA和WMAP遗迹密度相当重的squarks和slepton- O（1 TeV）-和轻charginos，neutralinos和gluinos（低于500 GeV）。
2005-08-09 hep-ph
