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
$SU(2)_X$ 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
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
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
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
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
Astrophysical Gamma-ray and Neutrino Production Following from the Physics of Photon-Nucleon Interactions
本研究基于质子光生相互作用最新实验数据，探讨核光生相互作用的理论与实验问题，对比氦核与质子光生的π介子产额，分析各类共振及介子衰变道对天体物理伽马射线、中微子产生的贡献。
2025-09-03 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
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
Improved limits on Lorentz invariance violation from astrophysical gamma-ray sources
洛伦兹不变性（LI）在科学中具有核心作用，它在某些高能尺度上的违反（LIV）与自然界中几个最有趣的难题的可能解决方案有关，如暗物质、暗能量、极端天体中的宇宙射线产生和量子引力。我们报告的基础上寻找LIV信号的传播伽马射线从天体物理源到地球。一个创新的数据分析，使我们能够提取前所未有的信息，从最新的数据集组成的111个能谱的38个不同的源测量目前的伽马射线观测站。没有发现LIV信号，我们表明，数据是最好的描述LI假设。我们推导出的LIV能量尺度的限制至少比目前文献中关于高能伽马射线中LIV的亚光速签名的限制好3倍。
2019-03-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
The Status of the Galactic Center Gamma-Ray Excess
银河系中心伽马射线过剩的光谱、角分布和整体强度与以$m_X \sim 50 \, {\rm GeV}$热遗迹形式湮灭暗物质粒子的预期非常吻合。以前的说法认为，这些光子聚集在小的角尺度上，或者追踪已知恒星星族的分布，曾经似乎有利于解释这种信号来源于大量未解决的毫秒恒星。然而，最近的工作推翻了这些结论，发现观测到的伽马射线过剩不{ \it not}包含可辨别的小尺度功率，并且近似球形对称分布，不追踪任何已知的恒星星族。根据这些结果，现在看来，银河系中心伽马射线过剩是由湮灭暗物质产生的可能性要大得多。
2022-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE 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 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
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
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
Evaluation of the potential of a gamma-ray observatory to detect astrophysical neutrinos through inclined showers
我们评估的能力，地面伽玛射线天文台探测天体物理中微子的能量在$100\,{\rm TeV}$到$100\,{\rm PeV}$范围。这些事件的识别将通过测量由下行和上行中微子引起的非常倾斜的广泛空气簇射来完成。通过分析地面上簇射的总电磁和μ子信号的平衡，实现了在压倒性的宇宙线背景中的中微子诱导簇射的鉴别。我们证明了一个${\rm km^2}$规模的宽视场地基伽马射线天文台可以检测到一对夫妇的甚高至超高能量（VHE-UHE）中微子事件，每年与合理的指向精度，使其成为一个有趣的设施，多信使研究与光子和中微子。
2022-09-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The DAMPE excess and gamma-ray constraints
DAMPE对1 TeV附近的宇宙电子-正电子谱的直接测量引起了许多理论猜测，这些理论猜测可能是关于暗物质（DM）起源的标准天体物理学预测之上的数据可能过量。这些尝试主要分为两类：i）DM湮没（或衰变）在星系晕产生的宽谱过剩; ii）DM湮没在附近的紧凑的subhalo产生尖锐的峰值在1.4 TeV。我们调查的伽马射线发射伴随着$e^+e^-$生产DM湮灭，以及各种理论手段来抑制即时辐射，如特定的相互作用顶点或多级联模式，并得出结论，这些尝试是在紧张局势与各种伽马射线观测。我们发现，DM解释的广谱过剩倾向于矛盾的扩散各向同性的伽马射线背景（IGRB），测量费米-LAT，而附近的subhalo的情况下受到约束的非观测的调查，进行费米-LAT，MAGIC和HESS。我们还简要回顾了其他类型的伽马射线的限制，这似乎排除了DM的解释的DAMPE广谱过剩以及。
2019-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical Explosions: From Solar Flares to Cosmic Gamma-ray Bursts
天体物理学的爆炸是由磁、引力或热核能量在动力学时间尺度上的释放引起的，通常是系统的声音穿越时间。这些爆炸包括太阳和恒星耀斑、吸积盘中的爆发现象、白矮星和中子星表面的热核燃烧、中子星中的剧烈磁重联、热核和引力坍缩超新星以及宇宙伽马射线暴，每一种都代表不同类型和数量的能量释放。本文总结了这些爆炸的性质，并介绍了热核爆炸和扩展的星周介质爆炸的最新研究。地球爆炸研究与天体物理学爆炸研究，特别是从爆燃到爆炸的物理学研究之间存在着相似之处。关键词：中子星，黑洞，超新星，伽马射线暴，爆燃，爆炸。
2011-11-23 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
Modeling gamma ray production from proton-proton interactions in high-energy astrophysical environments
伽马射线是研究天体物理环境中高能粒子相互作用的最佳探针。空间仪器，如费米大面积望远镜（费米LAT）和地面实验，如VERITAS，H.E.S.S.和MAGIC为我们提供了关于银河系内外伽马射线各种产生机制的宝贵数据。根据天文条件，伽马射线可以由强子或轻子相互作用产生。在本文中，我们探讨的产生γ射线的强子通道，其中γ射线主要产生的次级中性π介子和$η$介子衰变的质子-质子相互作用在一个广泛的能量范围。我们使用最先进的高能强子相互作用模型，校准与新的大型强子对撞机的结果，并广泛用于地面超高能空气簇射实验。我们还比较了SIBYLL 2.1，QGSJET-II-04和EPOS LHC模型，并提供了查找表，研究人员可以使用它来模拟强子通道的伽马射线产生，并最终从伽马射线观测中提取潜在的质子谱。
2013-09-10 astro-ph.HE
Flavored Dark Matter and the Galactic Center Gamma-Ray Excess
热遗迹暗物质粒子的质量为31-40 GeV，主要湮灭为底夸克，已被证明可以很好地描述从银河系中心观测到的过量伽马射线。flavorite暗物质提供了一个动机良好的框架，在这个框架中，暗物质可以以一种味道安全的方式与底夸克发生主要的耦合。我们提出了一个现象学上可行的底部味暗物质的模型，可以解释的光谱形状和正常化的伽马射线过剩，同时自然抑制弹性散射截面探测直接检测实验。这个模型将在LUX增加曝光和即将到来的大型强子对撞机（LHC）的高能量运行数据的情况下进行最终测试。
2014-04-04 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
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
Two-loop radiative seesaw with multicomponent dark matter explaining the possible gamma excess in the Higgs boson decay and at the Fermi LAT
本文提出了一个非超对称的双环辐射跷跷板模型。该模型除了包含标准模型（SM）的希格斯玻色子玻色子外，还包含一个惰性SU（2）_L二重态标量eta和两个惰性单重态标量phi和chi。轻子数被一个二维算符软破缺，树能级狄拉克质量被Z_2 x Z_2'（或D_{2N}）禁止，它预言了两个或三个暗物质粒子的存在。标量扇区是最小的;没有一个标量场可以被抑制以使辐射跷跷板机制起作用。有副产品：SM希格斯玻色子衰变为两个伽马粒子的过程被在h到gamma的单圈图中循环的eta^+（eta的带电分量）略微增强。在费米LAT观测到的135 GeV伽马射线线也可以用chi暗物质的湮灭来解释。我们采用随温度变化的湮没截面机制来抑制连续γ射线和反质子的产生。这种解释甚至可以在XENON 1 T的灵敏度极限下生存。
2013-06-17 astro-ph.HE 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
GeV excess and phenomenological astrophysics modeling
预定义的空间模板来描述背景的$γ$ -射线发射的天体物理过程，如宇宙射线的相互作用，在以前的搜索中使用的$γ$ -射线签名的湮灭星系暗物质。在这一过程中，我们调查的GeV多余的内银河系使用另一种方法，其中的天体物理成分被确定仅由它们的光谱和形态学特性。我们证实了报告的GeV过剩和推导出相关参数的暗物质的解释，这是与以前的结果是一致的。我们调查的形态，这种光谱过剩作为首选的数据。这个发射分量表现出一个中央星系尖点，正如预期的暗物质湮灭信号。然而，具有热星际介质形态的银河系盘区域也有这样的光谱成分。这指出了一个可能的天体物理起源的过剩，并要求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之前，明确的索赔有关暗物质湮灭信号可以。
2015-11-29 astro-ph.HE
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
Dissecting the Gamma-Ray Background in Search of Dark Matter
费米伽马射线太空望远镜测量到的伽马射线背景是由几类天体物理学源构成的。在本文中，我们使用费米的伽马射线源目录（以及相应的源目录在红外和无线电波长）建立和约束模型的贡献河外伽马射线背景的天体物理源，包括射电星系，恒星形成星系，和耀变体。然后，我们结合我们的模型与费米的测量的伽马射线背景，推导出约束的暗物质湮灭横截面，包括河外和星系晕和subhalos的贡献。由此产生的约束是竞争力最强的当前约束从银河系中心和矮球状星系。随着费米继续测量来自更多天体物理源的伽马射线发射，将有可能更严格地限制天体物理对河外伽马射线背景的贡献。我们预计，与10年的数据，费米的测量，这种背景下结合改进的限制天体物理源的贡献将产生一个灵敏度暗物质湮灭，超过最强的电流约束的一个因素~ 5 - 10。
2013-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic center gamma-ray excess and the Fermi bubbles
银河系中心（GC）被认为是可能的暗物质（DM）湮灭信号的最亮源。有几个小组已经探测到了过量的伽马射线发射。DM和更传统的天体物理学解释的过剩已经提出。在这份报告中，我们讨论了可能的影响，在低纬度的费米泡上的GC过剩建模。我们认为在低纬度的费米泡的模板，通过假设在低纬度的1 GeV和10 GeV之间的频谱是相同的，在高纬度。我们认为，费米泡附近的GC的存在可能有显着的影响，特别是在10 GeV以上的能量的GC过剩的光谱。
2018-02-09 astro-ph.HE
Isotropic diffuse gamma-ray background: unveiling Dark Matter components beyond the contribution of astrophysical sources
我们提出了新的各向同性漫射伽马射线背景（IGRB）的第一个解释，费米大面积望远镜（LAT）测量的统计分析的基础上。我们表明，γ射线发射未解决的活动星系核和恒星形成的星系是一致的费米-LAT IGRB数据的不确定性内的银河系扩散发射模型的选择和这些源的γ射线发射机制。此外，添加到河外源的贡献，从一个光滑的星系晕湮灭弱相互作用的暗物质（DM）粒子，我们能够设置严格的限制DM湮灭截面。最后，我们证明了DM的加入可以显着提高IGRB数据的拟合。
2015-02-10 astro-ph.HE
The Cherenkov Telescope Array Will Test Whether Pulsars Generate the Galactic Center Gamma-Ray Excess
本研究利用切伦科夫望远镜阵列（CTA）的模拟数据，通过模板分析检验毫秒脉冲星是否产生银河系中心伽马射线过量，发现短观测即可探测 TeV 发射或排除脉冲星来源。
2022-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical explanations of suspected dark matter signals in dwarf galaxies
我们提出的方法来评估是否对银河系矮星系的伽马射线过剩可以归因于天体物理源，而不是暗物质湮灭。作为一个案例研究，我们专注于网壳二，矮星，它显示了最强的证据，在费米数据的伽马射线信号。暗物质模型和那些弯曲的能谱模型提供了很好的数据拟合，而一个简单的幂律被排除在97.5%的置信度。我们比较RetII的光谱已知类的伽马射线源，并找到一个有用的表示在光谱曲率和能量的光谱能量分布峰值。在这个空间中，耀变体似乎与RetII占据的置信区域分离。脉冲星有类似的伽马射线光谱RetII，但我们表明，RetII是不太可能主机的脉冲星人口可检测的伽马射线。当分析6.5年的Pass 7数据时，与天体物理学解释的张力比相同数量的Pass 8数据更强，其中超额不太重要。这些方法适用于任何矮星系，这是一个有前途的暗物质的目标，并显示沿其视线的伽马射线发射的迹象。
2018-07-23 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Simplified Dark Matter Models for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
从银河系中心周围的区域观察到的伽马射线过剩的动机，我们探索粒子暗物质模型，可能占频谱和归一化的信号。采取模型独立的方法，我们认为一个详尽的列表的树级图的暗物质湮灭，并确定可以解释所观察到的伽马射线发射，同时预测热遗迹丰度等于测得的宇宙学暗物质密度。我们确定了各种各样的模型，可以满足这些标准，而不与现有的直接检测实验或大型强子对撞机（LHC）的约束冲突。在不久的将来的暗物质实验和/或即将到来的14 TeV LHC检测的前景显得相当有希望。
2015-06-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
IceCube astrophysical neutrinos without a spectral cutoff and (10^15-10^17) eV cosmic gamma radiation
我们提出了一系列完整的幂律拟合的天体物理中微子光谱与最近公布的冰立方数据在68%的置信水平。假设中微子起源于π介子的衰变，我们估计伴随的γ射线通量的各种分布的源，考虑传播效应。然后，我们简要地讨论了现有的实验结果约束PeV EeV扩散伽马射线通量和系统的不确定性。考虑到测量的大系统误差，几种情况与KASKADE和CASA-MIA的上限（10^15-10^16）eV以及EAS-MSU的试验性探测（~10^17 eV）勉强一致。未来在低于目前上限的亚PeV至亚EeV能量下对弥散伽马射线背景的搜索将为区分冰立方事件起源的银河系和河外模型提供重要的诊断工具。
2014-10-12 astro-ph.HE
Searching for VHE gamma-ray emission associated with IceCube astrophysical neutrinos using FACT, H.E.S.S., MAGIC, and VERITAS
冰立方探测到高能中微子的天体物理通量是寻找宇宙射线起源的一个重要步骤，因为这种发射预计起源于宇宙射线加速器内或附近发生的强子相互作用。到目前为止，在冰立方的数据中还没有发现中微子点源，或者与已知天体的显著相关性，可以揭示中微子发射点的位置。中微子发射的强子相互作用也会导致中性π介子衰变产生高能伽马射线。因此，寻找中微子源可以通过研究中微子事件和甚高能（VHE，E > 100 GeV）伽马射线之间的空间和时间相关性来进行。我们报告了使用FACT，H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS成像大气切伦科夫望远镜（IACT）。到目前为止，还没有发现与中微子事件对应的稳定的伽马射线。最后，我们概述了最近的计划，及时IACT观测实时冰立方中微子事件的位置。
2017-08-29 astro-ph.HE
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
Probing the Galactic Origin of the IceCube Excess with Gamma-Rays
冰立方合作组织最近报告了高能地外中微子通量的证据。在两年的运行过程中，观测到28个能量在30 TeV和1.2 PeV之间的事件，而预计只有10.6个事件来自常规大气背景。导致冰立方过剩的强子相互作用也将产生一股高能伽马射线，可以作为源方向和距离的探测器。我们表明，现有的TeV PeV扩散伽马射线的限制支持的解释，冰立方过剩主要是河外起源。然而，我们指出，伽马射线调查是有偏见的，在北半球，而最近的冰立方数据初步显示南天的偏好弱。银河系中微子源，如超新星和超超新星的残余物可能的次优势贡献与目前的伽马射线极限略有一致。这强调了未来在南半球，特别是在银河系中心周围的扩展区域，包括费米泡的扩散TeV到PeV伽马射线调查的重要性。
2014-07-15 astro-ph.HE
Carpet results on astrophysical gamma rays above 100 TeV
地毯是一个位于俄罗斯巴克桑的空气簇射阵列，配备了大面积的μ子探测器，这使得从强子中分离初级光子成为可能。我们报告的第一个结果的主要光子的能量E>100 TeV的搜索。实验的持续升级和未来的灵敏度也进行了讨论。
2019-07-25 astro-ph.HE
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
Gamma rays from extragalactic astrophysical sources
目前有几类探测到的河外伽马射线源。它们大多与活动星系核（AGN）和（在软伽马射线下）伽马射线暴（GRB）有关，但不仅如此。活动星系核是由星系所容纳的吸积超大质量黑洞组成的，在某些情况下，星系呈现出强大的相对论性喷流活动。这些源，已经在伽马射线中研究了几十年，可能是最具活力的天体物理对象，它们的外观在很大程度上取决于它们的喷流是否指向我们。伽马射线暴被认为与宇宙学距离上的恒星质量物体的坍缩或合并有关，它也在吸积高度相对论性喷流源，这些喷流源在高能量下强烈发光。这些事件持续时间很短，但它们也是最明亮的。最近，恒星形成星系也被证明是伽马射线发射体。另一方面，星系团还没有被探测到超过X射线。这些是宇宙中已知的最大结构;在它们通过吸积和合并形成的过程中，会产生冲击和湍流，这可能导致伽马射线的产生。在这项工作中，活动星系核的伽玛射线物理的简要介绍，以及星暴星系，伽玛暴和星系团。之后，我们考虑了一些特殊的情况下，在非耀变体AGN喷流与他们的介质在不同的尺度上相互作用的伽马射线生产。
2011-09-08 astro-ph.HE
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
Millisecond Pulsars in Globular Clusters and Implications for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
University of Valencia and CSIC（瓦伦西亚大学和西班牙高等科学研究委员会）；The University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
研究银河系球状星团中的毫秒脉冲星伽马射线发射，以测量其光度函数。发现其平均光度及分布宽度，表明若银河系中心伽马射线过剩由类似脉冲星产生，则费米应已探测到更多源，但实际仅发现三个候选者，暗示可能需更暗的脉冲星解释。
2026-03-23 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
Astrophysical Narratives: Poetic Representations of Gamma-Ray Emission from FermiLAT via Markov Chains
本文提出基于马尔可夫链的算法，将 FermiLAT 观测到的伽马射线辐射图转化为具体诗，实现高能天体物理、诗歌艺术与 NLP 的跨学科融合。
2025-01-10 astro-ph.HE physics.soc-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
Gamma-ray emission of hot astrophysical plasmas
离子温度超过$10^{10}$ K的极热等离子体可以在某些天体物理环境中形成。这种等离子体的独特辐射特征是由瞬发去激发核线和$π^0$ -衰变$γ$ -射线主导的$γ$-射线发射。使用一个大型的核反应网络，我们计算的时间演化的化学成分的热等离子体和它们的$γ$ -射线线发射率。在更高的能量，我们提供了简单而准确的分析介绍$π^0$介子的生产率和相应的$π^0\to2γ$发射率导出的麦克斯韦分布的质子。我们讨论了可能的偏差的高能量尾部的粒子分布函数从“标称”麦克斯韦分布等离子体$γ$ -射线发射率的影响。
2019-03-27 astro-ph.HE
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
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
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
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
