星系中同步辐射信号与暗物质湮灭信号的研究

论文摘要

暗物质粒子的本质依然困扰着粒子物理学家们。关于暗物质性质的探测一直在继续。本文通过拟合射电能谱来限制暗物质粒子属性。第一章中,本章综述了暗物质存在的证据和近期暗物质间接探测的研究。第二章中,我们探讨暗物质子晕对暗物质湮灭信号的增强作用。我们通过拟合大区域范围内的M31射电数据来限制暗物质粒子属性。M31暗物质晕中包含了数目众多的子晕,子晕分布有望可观地增强暗物质湮灭信号。考虑到M31外围区域暗物质晕子结构的贡献,我们在射电波段对暗物质粒子的参数空间限制比在伽马波段得到的限制更严格。我们采用Markov Chain Monte-Carlo（MCMC）算法进行r<1 kpc、r<4 kpc和r<17.4 kpc三个不同区域的射电数据拟合。当假设可以达到伽马波段限制,我们拟合最佳磁场值为6.84μG和最佳γ为1.43。对于γ=1.43,这是一个中等的cuspy密度分布。第三章中,扣除宇宙线对射电信号贡献后,我们拟合LMC低频的射电能谱来限制暗物质粒子属性。理论计算LMC在1.4GHz处宇宙线贡献流量低于观测数据。我们通过经验公式得到不同频率的宇宙线流量。假设超出流量来自暗物质湮灭,我们采用双幂律拟合观测数据,得到暗物质湮灭在不同频率流量的幂律分布。通过扣除宇宙线对射电信号的贡献,进一步限制暗物质粒子的参数空间。且在低频处,暗物质粒子的射电限制比在伽马射线波段限制更为严格第四章中,我们简要地介绍近期的研究计划。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 简介
•   1.1 暗物质存在的证据
•   1.2 暗物质粒子候选者
•     1.2.1 WIMPs
•     1.2.2 超重暗物质粒子
•     1.2.3 惰性中微子
•   1.3 暗物质探测
•   1.4 暗物质分布
•     1.4.1 暗物质晕密度分布
•     1.4.2 子晕密度分布
•   1.5 多波段探测暗物质湮灭产物
•     1.5.1 伽马波段探测暗物质湮灭产物
•       1.5.1.1 矮星系
•       1.5.1.2 银河系中心伽马射线超
•     1.5.2 射电波段探测暗物质湮灭产物
•       1.5.2.1 银河系中心
•       1.5.2.2 WMAP/Planck Haze
•       1.5.2.3 矮星系
•       1.5.2.4 星系团
•     1.5.3 X射线探测暗物质湮灭产物
•       1.5.3.1 矮星系
•       1.5.3.2 星系团
•       1.5.3.3 惰性中微子辐射X射线单能谱线
•   1.6 暗物质湮灭产生射电辐射
•     1.6.1 暗物质的湮灭的源函数
•     1.6.2 湮灭产物的空间扩散
•     1.6.3 同步辐射
•     1.6.4 磁场
•     1.6.5 吸收
•   1.7 宇宙线
•   1.8 本章小结
• 第二章 M31同步辐射信号与暗物质晕子结构
•   2.1 M31伽马射线超
•   2.2 拟合M31的射电能谱限制暗物质参数空间
•   2.3 电子能谱
•   2.4 子晕的增强效应
•   2.5 湮灭截面上限
•   2.6 MCMC拟合
•   2.7 模型的不足
•   2.8 本章小结
• 第三章 大麦哲伦云中同步辐射信号与暗物质湮灭信号
•   3.1 大麦哲伦云
•   3.2 大麦哲伦云的暗物质密度分布
•   3.3 LMC的射电辐射
•   3.4 湮灭截面上限
•   3.5 模型的不足
•   3.6 本章小结
• 第四章 研究展望
•   4.1 研究M31星系中心毫秒脉冲星的分布和能谱特征
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈占方

导师: 黄峰

关键词: 暗物质

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 厦门大学

分类号: P145.9

总页数: 57

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