A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Shining primordial black holes (2021)

Hertzberg, M. P., Nurmi, S., Schiappacasse, E. D., & Yanagida, T. T. (2021). Shining primordial black holes. Physical Review D, 103(6), Article 063025. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.063025

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Hertzberg, Mark P.; Nurmi, Sami; Schiappacasse, Enrico D.; Yanagida, Tsutomu T.

Lehti tai sarja: Physical Review D

ISSN: 2470-0010

eISSN: 2470-0029

Julkaisuvuosi: 2021

Volyymi: 103

Lehden numero: 6

Artikkelinumero: 063025

Kustantaja: American Physical Society

Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.063025

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/74882

Julkaisu on rinnakkaistallennettu: https://arxiv.org/abs/2011.05922

Tiivistelmä

We study the well-motivated mixed dark matter (DM) scenario composed of a dominant thermal WIMP, highlighting the case of SU(2)L triplet fermion “winos,” with a small fraction of primordial black holes (PBHs). After the wino kinetic decoupling, the DM particles are captured by PBHs leading to the presence of PBHs with dark minihalos in the Milky Way today. The strongest constraints for the wino DM come from the production of narrow line gamma rays from wino annihilation in the Galactic Center. We analyse in detail the viability of the mixed wino DM scenario, and determine the constraints on the fraction of DM in PBHs assuming a cored halo profile in the Milky Way. We show that already with the sensitivity of current indirect searches, there is a significant probability for detecting a gamma ray signal characteristic for the wino annihilation in a single nearby dressed PBH when MPBH∼M⊙, which we refer to as a “shining black hole.” Similar results should apply also in more general setups with ultracompact minihalos or other DM models, since the accretion of DM around large overdensities and DM annihilation are both quite generic processes.

YSO-asiasanat: kosmologia; astrofysiikka; pimeä aine; mustat aukot

Liittyvät organisaatiot

Hankkeet, joissa julkaisu on tehty

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2021

JUFO-taso: 2