А. А. КИРИЛЛОВ, К. М. БЕЛОЦКИЙ, М. Ю. ХЛОПОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Исследование возможности обнаружения
сгустков скрытой массы как точечных
источников ГАММА-излучения
Обсуждается возможность объяснения части неидентифицированных g-источников с помощью аннигиляции скрытой массы в ее сгустках.
Одна из проблем современной гамма-астрономии связана с идентификацией обнаруженных гамма-источников. 170 зарегистрированных в эксперименте EGRET ( гг.) источников гамма-излучения не отождествлены. Не менее актуальной проблемой, но уже космологии является скрытая масса во Вселенной и ее поиски. Данная работа посвящена попытке связать эти две проблемы и объяснить часть неизвестных g-источников, используя модель холодной скрытой массы (CDM). В рамках данной модели предсказывается наличие сгустков, представляющих мелкомасштабные неоднородности плотности в распределении CDM. Аннигиляция частиц CDM в этих сгустках может приводить к их проявлению в качестве точечных источников g-излучения.
Для определенности предполагается, что CDM состоит из частиц дираковского типа с массой 100 ГэВ (в случае майорановских частиц полученные результаты качественно не меняются). Кроме того, для сечения их аннигиляции предполагается параметризация вида 
, где v – относительная скорость аннигилирующих частиц. Величина s0 определяется из условия нормировки на современную полную плотность CDM (WCDM»0,20), т. е. из рассмотрения ее аннигиляции в период закалки в ранней Вселенной.
Используется модель образования сгустков, предложенная в работе [2]. Предполагается, что сгусток имеет профиль плотности, растущий по степенному закону от его периферии к ядру с размером, примерно в 20 раз меньшим размера всего сгустка. Источник аннигиляционных g-квантов сосредоточен, в основном, в ядре, где аннигиляция частиц CDM наиболее интенсивная. В данной работе было показано, что при определенных параметрах модели CDM часть неидентифицированных g-источников могут быть объяснены за счет данного эффекта аннигиляции.
Исходя из полученной оценки сечения аннигиляции в зависимости от параметра a, принятой модели сгустков CDM, оценивается поток фотонов от аннигиляции в сгустке в зависимости от его массы M и расстояния до него. Полагая распределение сгустков в окрестности Солнца однородным и их долю от плотности всей CDM равной ~0,002 в соответствии с выбранной моделью сгустков, можно установить область значений M и a, при которых определенное количество сгустков будет источниками g-излучения, интенсивность которого выше порога чувствительности EGRET. Поскольку 
ожидаемое распределение таких g-источников на небе однородно, полагается исходя из данных EGRET, что их количество не может быть больше ~30 (большая часть из 170 зарегистрированных источников сосредоточена вблизи галактической плоскости). На рисунке представлены предсказания числа g-источников N, доступных EGRET, в зависимости от M и a. Выделены области: N>30 – верхняя разрешенная граница, 30>N>1 – предпочтительный интервал (с точки зрения данных EGRET). Из рисунка видно, что наиболее предпочтительным значением является , случай [2] едва ли может объяснять наблюдаемые g-источники.
Список литературы
1. Berezinsky V., Dokuchaev V., Eroshenko Yu. «Small-scale clumps in the galactic halo and dark matter annihilation» (2003); astro-ph/0301551.
2. Belotsky K. M., Galper A. M. «Dark matter clumps as discrete sources of gamma-radiation» (2005); astro-ph/0507118.
