We use six, high-resolution $\Lambda$CDM simulations of galaxy formation to study how emission from dark matter annihilation is affected by baryonic processes. These simulations produce isolated, disc-dominated galaxies with structure, stellar populations, and stellar and halo masses comparable to those of the Milky Way. They resolve dark matter structures with mass above $\sim 10^6$ $\rm M_{\odot}$ and are each available in both full-physics and dark-matter-only versions. In the full-physics case, formation of the stellar galaxy enhances annihilation radiation from the dominant smooth component of the galactic halo by a factor of three, and its central concentration increases substantially. In contrast, subhalo fluxes are $reduced$ by almost an order of magnitude, partly because of changes in internal structure, partly because of increased tidal effects; they drop relative to the flux from the smooth halo by 1.5 orders of magnitude. The expected flux from the brightest subhalo is four orders of magnitude below that from the smooth halo, making it very unlikely that any subhalo will be detected before robust detection of the inner Galaxy. We use recent simulations of halo structure across the full $\Lambda$CDM mass range to extrapolate to the smallest (Earth-mass) subhaloes, concluding, in contrast to earlier work, that the total annihilation flux from Milky Way subhaloes will be less than that from the smooth halo, as viewed both from the Sun and by a distant observer. Fermi-LAT may marginally resolve annihilation radiation from the very brightest subhaloes, which, typically, will contain stars.

中文翻译：

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重子对银河系周围暗物质亚晕湮没辐射的可探测性的影响

我们使用六个高分辨率 $\Lambda$CDM 模拟星系形成来研究重子过程如何影响暗物质湮灭的发射。这些模拟产生了孤立的、以圆盘为主的星系，其结构、恒星数量以及恒星和晕质量与银河系相当。它们解析质量高于 $\sim 10^6$ $\rm M_{\odot}$ 的暗物质结构，并且每个都提供完整物理版本和仅暗物质版本。在全物理情况下，恒星星系的形成使星系晕的主要平滑成分的湮灭辐射增强了三倍，其中心浓度大幅增加。相比之下，亚晕通量几乎减少了一个数量级，部分原因是内部结构的变化，部分原因是潮汐效应增加；它们相对于平滑光晕的通量下降了 1.5 个数量级。来自最亮亚晕的预期通量比来自光滑晕的预期通量低四个数量级，因此在内部星系的稳健检测之前，任何亚晕都不太可能被检测到。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。它们相对于平滑光晕的通量下降了 1.5 个数量级。来自最亮亚晕的预期通量比来自光滑晕的预期通量低四个数量级，因此在内部星系的稳健检测之前，任何亚晕都不太可能被检测到。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。它们相对于平滑光晕的通量下降了 1.5 个数量级。来自最亮亚晕的预期通量比来自光滑晕的预期通量低四个数量级，因此在内部星系的稳健检测之前，任何亚晕都不太可能被检测到。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。来自最亮亚晕的预期通量比来自光滑晕的预期通量低四个数量级，因此在内部星系的稳健检测之前，任何亚晕都不太可能被检测到。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。来自最亮亚晕的预期通量比来自光滑晕的预期通量低四个数量级，因此在内部星系的稳健检测之前，任何亚晕都不太可能被检测到。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。我们使用最近在整个 $\Lambda$CDM 质量范围内对晕结构进行的模拟来推断最小的（地球质量）子晕，得出的结论是，与早期的工作相比，来自银河系子晕的总湮灭通量将小于从太阳和远处观察者的角度来看，这来自光滑的光晕。Fermi-LAT 可能会略微分辨来自最亮的亚晕的湮灭辐射，这些亚晕通常包含恒星。