Cosmic ray excesses from multi-component dark matter decays

被引：9
作者：
Geng, Chao-Qiang [1 ]
Huang, Da
Tsai, Lu-Hsing
机构：
[1] Chongqing Univ Posts & Telecommun, Coll Math & Phys, Chongqing 400065, Peoples R China
来源：
MODERN PHYSICS LETTERS A | 2014年 / 29卷 / 37期
关键词：
Cosmic rays; dark matter; AMS-02; POSITRON FRACTION; PAMELA; BOUNDS; PROPAGATION; CONSTRAINTS; NEUTRINOS; ENERGIES; AMS-02; MODELS; MASS;
D O I：
10.1142/S0217732314400033
中图分类号：
P1 [天文学];
学科分类号：
0704 ;
摘要：
We use multi-component decaying dark matter (DM) scenario to explain the possible cosmic ray excesses in the positron fraction recently confirmed by AMS-02 and the total e(+) + e(-) flux observed by Fermi-LAT. In the two-component DM models, we find an interesting variation of the flavor structure along with the cutoff of the heavy DM. For the three-component DM case, we focus on a particular parameter range in which the best fits prefer to open only two DM decay channels with a third DM contributing nothing to the electron and positron spectra. We show that all models give the reasonable fits to both the AMS-02 positron fraction and the Fermi-LAT total e(+) + e(-) flux, which are also consistent with the measured diffuse gamma-ray flux by Fermi-LAT.
引用
收藏
页数：11
相关论文
共 92 条
  • [1] Spectrum of the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Emission Derived from First-Year Fermi Large Area Telescope Data
    abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Baughman, B. M.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Burnett, T. H.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cavazzuti, E.
    Cecchi, C.
    Celik, Oe
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Cominsky, L. R.
    Conrad, J.
    Cutini, S.
    Dermer, C. D.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Digel, S. W.
    Di Bernardo, G.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Dubois, R.
    Dumora, D.
    Farnier, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2010, 104 (10)
  • [2] Measurement of the Cosmic Ray e++e- Spectrum from 20 GeV to 1 TeV with the Fermi Large Area Telescope
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Atwood, W. B.
    Axelsson, M.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Battelino, M.
    Baughman, B. M.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bogaert, G.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Burnett, T. H.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Carlson, P.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Cominsky, L. R.
    Conrad, J.
    Cutini, S.
    Dermer, C. D.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Digel, S. W.
    Di Bernardo, G.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Dubois, R.
    Dumora, D.
    Edmonds, Y.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 102 (18)
  • [3] Fermi LAT search for dark matter in gamma-ray lines and the inclusive photon spectrum
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Albert, A.
    Baldini, L.
    Barbiellini, G.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Brigida, M.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    A. Caliandro, G.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    D'Ammando, F.
    de Palma, F.
    Dermer, C. D.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Edmonds, Y.
    Essig, R.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    Focke, W. B.
    Fukazawa, Y.
    Funk, S.
    Fusco, P.
    Gargano, F.
    Gasparrini, D.
    Germani, S.
    Giglietto, N.
    Giordano, F.
    Giroletti, M.
    Glanzman, T.
    Godfrey, G.
    Grenier, I. A.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2012, 86 (02):
  • [4] Measurement of Separate Cosmic-Ray Electron and Positron Spectra with the Fermi Large Area Telescope
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Allafort, A.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bouvier, A.
    Bregeon, J.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Cutini, S.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Dermer, C. D.
    Digel, S. W.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    Ferrara, E. C.
    Focke, W. B.
    Fortin, P.
    Fukazawa, Y.
    Funk, S.
    Fusco, P.
    Gargano, F.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (01)
  • [5] Fermi LAT observations of cosmic-ray electrons from 7 GeV to 1 TeV
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Baughman, B. M.
    Bechtol, K.
    Bellardi, F.
    Bellazzini, R.
    Belli, F.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bogart, J. R.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Burnett, T. H.
    Busetto, G.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Carlson, P.
    Carrigan, S.
    Casandjian, J. M.
    Ceccanti, M.
    Cecchi, C.
    Celik, Oe
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Cillis, A. N.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Corbet, R.
    DeKlotz, M.
    Dermer, C. D.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2010, 82 (09):
  • [6] Cosmic-Ray Positron Energy Spectrum Measured by PAMELA
    Adriani, O.
    Barbarino, G. C.
    Bazilevskaya, G. A.
    Bellotti, R.
    Bianco, A.
    Boezio, M.
    Bogomolov, E. A.
    Bongi, M.
    Bonvicini, V.
    Bottai, S.
    Bruno, A.
    Cafagna, F.
    Campana, D.
    Carbone, R.
    Carlson, P.
    Casolino, M.
    Castellini, G.
    De Donato, C.
    De Santis, C.
    De Simone, N.
    Di Felice, V.
    Formato, V.
    Galper, A. M.
    Karelin, A. V.
    Koldashov, S. V.
    Koldobskiy, S. A.
    Krutkov, S. Y.
    Kvashnin, A. N.
    Leonov, A.
    Malakhov, V.
    Marcelli, L.
    Martucci, M.
    Mayorov, A. G.
    Menn, W.
    Merge, M.
    Mikhailov, V. V.
    Mocchiutti, E.
    Monaco, A.
    Mori, N.
    Munini, R.
    Osteria, G.
    Palma, F.
    Papini, P.
    Pearce, M.
    Picozza, P.
    Pizzolotto, C.
    Ricci, M.
    Ricciarini, S. B.
    Rossetto, L.
    Sarkar, R.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (08)
  • [7] PAMELA Results on the Cosmic-Ray Antiproton Flux from 60 MeV to 180 GeV in Kinetic Energy
    Adriani, O.
    Barbarino, G. C.
    Bazilevskaya, G. A.
    Bellotti, R.
    Boezio, M.
    Bogomolov, E. A.
    Bonechi, L.
    Bongi, M.
    Bonvicini, V.
    Borisov, S.
    Bottai, S.
    Bruno, A.
    Cafagna, F.
    Campana, D.
    Carbone, R.
    Carlson, P.
    Casolino, M.
    Castellini, G.
    Consiglio, L.
    De Pascale, M. P.
    De Santis, C.
    De Simone, N.
    Di Felice, V.
    Galper, A. M.
    Gillard, W.
    Grishantseva, L.
    Hofverberg, P.
    Jerse, G.
    Karelin, A. V.
    Koldashov, S. V.
    Krutkov, S. Y.
    Kvashnin, A. N.
    Leonov, A.
    Malvezzi, V.
    Marcelli, L.
    Mayorov, A. G.
    Menn, W.
    Mikhailov, V. V.
    Mocchiutti, E.
    Monaco, A.
    Mori, N.
    Nikonov, N.
    Osteria, G.
    Papini, P.
    Pearce, M.
    Picozza, P.
    Pizzolotto, C.
    Ricci, M.
    Ricciarini, S. B.
    Rossetto, L.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2010, 105 (12)
  • [8] An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1.5-100 GeV
    Adriani, O.
    Barbarino, G. C.
    Bazilevskaya, G. A.
    Bellotti, R.
    Boezio, M.
    Bogomolov, E. A.
    Bonechi, L.
    Bongi, M.
    Bonvicini, V.
    Bottai, S.
    Bruno, A.
    Cafagna, F.
    Campana, D.
    Carlson, P.
    Casolino, M.
    Castellini, G.
    De Pascale, M. P.
    De Rosa, G.
    De Simone, N.
    Di Felice, V.
    Galper, A. M.
    Grishantseva, L.
    Hofverberg, P.
    Koldashov, S. V.
    Krutkov, S. Y.
    Kvashnin, A. N.
    Leonov, A.
    Malvezzi, V.
    Marcelli, L.
    Menn, W.
    Mikhailov, V. V.
    Mocchiutti, E.
    Orsi, S.
    Osteria, G.
    Papini, P.
    Pearce, M.
    Picozza, P.
    Ricci, M.
    Ricciarini, S. B.
    Simon, M.
    Sparvoli, R.
    Spillantini, P.
    Stozhkov, Y. I.
    Vacchi, A.
    Vannuccini, E.
    Vasilyev, G.
    Voronov, S. A.
    Yurkin, Y. T.
    Zampa, G.
    Zampa, N.
    [J]. NATURE, 2009, 458 (7238) : 607 - 609
  • [9] Cosmic-ray positron fraction measurement from 1 to 30 GeV with AMS-01
    Aguilar, M.
    Alcaraz, J.
    Allaby, J.
    Alpat, B.
    Ambrosi, G.
    Anderhub, H.
    Ao, L.
    Arefiev, A.
    Azzarello, P.
    Baldini, L.
    Basile, M.
    Barancourt, D.
    Barao, F.
    Barbier, G.
    Barreira, G.
    Battiston, R.
    Becker, R.
    Becker, U.
    Bellagamba, L.
    Bene, P.
    Berdugo, J.
    Berges, R.
    Bertucci, B.
    Biland, A.
    Blasko, S.
    Boella, G.
    Boschini, M.
    Bourquin, M.
    Brocco, L.
    Bruni, G.
    Buenerd, M.
    Burger, J. D.
    Burger, W. J.
    Cai, X. D.
    Camps, C.
    Cannarsa, P.
    Capell, M.
    Cardano, F.
    Casadei, D.
    Casaus, J.
    Castellini, G.
    Chang, Y. H.
    Chen, H. F.
    Chen, H. S.
    Chen, Z. G.
    Chernoplekov, N. A.
    Chiueh, T. H.
    Cho, K.
    Choi, M. J.
    Choi, Y. Y.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2007, 646 (04) : 145 - 154
  • [10] First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5-350 GeV
    Aguilar, M.
    Alberti, G.
    Alpat, B.
    Alvino, A.
    Ambrosi, G.
    Andeen, K.
    Anderhub, H.
    Arruda, L.
    Azzarello, P.
    Bachlechner, A.
    Barao, F.
    Baret, B.
    Barrau, A.
    Barrin, L.
    Bartoloni, A.
    Basara, L.
    Basili, A.
    Batalha, L.
    Bates, J.
    Battiston, R.
    Bazo, J.
    Becker, R.
    Becker, U.
    Behlmann, M.
    Beischer, B.
    Berdugo, J.
    Berges, P.
    Bertucci, B.
    Bigongiari, G.
    Biland, A.
    Bindi, V.
    Bizzaglia, S.
    Boella, G.
    de Boer, W.
    Bollweg, K.
    Bolmont, J.
    Borgia, B.
    Borsini, S.
    Boschini, M. J.
    Boudoul, G.
    Bourquin, M.
    Brun, P.
    Buenerd, M.
    Burger, J.
    Burger, W.
    Cadoux, F.
    Cai, X. D.
    Capell, M.
    Casadei, D.
    Casaus, J.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 110 (14)
12345678910