由 511 keV 谱线约束暗物质

在过去的几十年中，观测表明银河系中心存在一种无法解释的正电子高产生率（强 511 keV 谱线）。利用数百万年前银河系中心曾存在大量高密度气体这一事实，我们对暗物质湮灭产生的正电子率进行了建模。我们考虑了银河系中心超大质量黑洞引起的暗物质密度绝热收缩效应，并进行了详细计算以约束可能的湮灭通道与暗物质质量范围。我们发现仅有三种湮灭通道（$\mu^+\mu^-$、$4e$ 和 $4\mu$）能够提供所需的正电子产生率并满足伽马射线观测的严格约束。特别地，$\mu^+\mu^-$ 通道所受约束的质量范围为 $m \approx 80-100$ GeV，这接近于由 GeV 伽马射线与正电子超出现象所作暗物质解释所得到的质量范围。换言之，所提出的情形可同时提供解释银河系 511 keV 辐射、正电子超出与 GeV 伽马射线超出所需的正电子产生率，并且与超大质量黑洞绝热增长模型引起的密度尖峰相容。