早期形成微晕内隐 sector 暗物质的湮灭信号

如果暗物质是隐 sector 的一部分，且仅与标准模型有非常微弱的耦合，那么隐 sector 中最轻的粒子通常将是长寿命的，并可能在核合成开始之前主导宇宙的能量密度。在这一早期物质主导时期，密度扰动将比通常预测增长得更快，导致大量亚地球质量的暗物质微晕。由于暗物质不直接与标准模型耦合，最小晕质量远小于弱相互作用暗物质所预期的值，且最小的晕可能在辐射主导时期形成。在本文中，我们在此类隐 sector 模型的框架下计算了密度扰动的演化，并使用一系列 $N$ 体模拟来确定辐射主导期间非线性塌缩的结果。由此产生的微晕极其致密，导致极高的暗物质湮灭率和巨大的间接探测信号，类似于通常预言的衰变暗物质信号。我们发现，费米合作组对高纬度伽马射线背景的测量排除了该类模型中很大范围的参数空间。最难约束的情形是那些具有非常长的早期物质主导时期的情形；如果微晕在不稳定的隐 sector 物质衰变之前形成，这些微晕的破坏会有效地加热暗物质，抑制后期微晕的形成。