Ограничения на параметры частиц темной материи кэВ-го диапазона масс по данным телескопа СРГ/ART-XC
Захаров Евгений Игоревич
Институт космических исследований Российской академии наук, Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"
https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.L021301 ; https://arxiv.org/abs/2407.18371
Авторы: Захаров Е. И., Баринов В. В., Буренин Р. А., Горбунов Д. С., Кривонос Р. А.
Одной из главных задач современной физики является установление природы темной материи. Согласно последним наблюдениям её вклад в плотность энергии во Вселенной составляет около 25%. На данный момент существует множество различных кандидатов на роль частиц темной материи: стерильные нейтрино, аксионы, WIMP и другие. Например, стерильные нейтрино с массами несколько килоэлектронвольт (кэВ) могут распадаться на активные нейтрино и фотоны рентгеновского излучения. Однако так же возможны процессы, в которых частицы темной материи аннигилируют друг с другом, также порождая фотоны рентгеновского излучения. И это рентгеновское излучение, которое представляет из себя монохроматическое диффузное излучение от галактического гало, может быть зафиксировано рентгеновскими обсерваториями.
В первой части доклада представлены результаты поиска подобного излучения от гало Млечного Пути и переведены ограничения на угол смешивания стерильных нейтрино массой от 12 до 40 кэВ. При анализе использовались данные четырёх полных обзоров неба, выполненных телескопом СРГ/ART-XC в 2019 — 2021 годах. Полученные ограничения хорошо согласуются с результатами других рентгеновских обсерваторий.
Во второй части доклада также представлены результаты поиска диффузного рентгеновского излучения от гало Галактики, но полученные ограничения относятся к частицам аннигилирующей темной материи массой от 3 до 30 кэВ. В дополнение к этому, были проведены поиски аналогичного сигнала от карликовых галактик-спутников Млечного Пути. В данном анализе использовались данные четырёх полных и одного частичного обзоров неба. В результате были не только подтверждены полученные ранее ограничения, но и закрыты новые области в пространстве параметров.