来自类轴子暗物质的星系团 3.5 keV X 射线谱线

最近报道的、来自多个星系团和仙女座星系叠加谱的 X 射线谱线信号 ($E_\gamma \simeq 3.5\, {\rm keV}$) 可能源于质量为 $2 E_\gamma$ 的衰变暗物质粒子。一种轻的类轴子标量粒子被建议作为暗物质的天然候选者，并对其产生机制进行了仔细研究。我们证明，具有优选参数 $m_a \simeq 7 \,{\rm keV}$ 和 $f_a \simeq 4\times 10^{14}\, {\rm GeV}$ 的轴子遗迹密度，可以通过暴胀子的衰变自然获得。如果轴子由 saxion 衰变产生，由于结构形成的限制，它不可能构成全部遗迹密度。尽管如此，saxion 衰变仍是一个有趣的可能性，因为 3.5 keV 谱线和暗辐射可以同时得到解释，并与 Planck 数据一致。轴子的小错位角 (根据再加热温度的不同，范围在 $\theta_a\sim 10^{-4} -10^{-1}$ 之间) 也可以是轴子产生的来源。具有轴子错位的模型能够满足结构形成和等曲率扰动的约束。