限制暗物质晚期能量注入：衰变与 p 波湮灭

我们利用最新的宇宙微波背景（CMB）观测数据，对 1 MeV 至 1 TeV 质量范围内的暗物质寿命以及 p 波抑制的湮灭截面提供了更新的限制。与主要影响最后散射面附近 CMB 的 s 波主导湮灭截面情景不同，与这些情景相关的特征主要出现在低红移处（$z \lesssim 50$），即结构开始形成之时，因此表现为 CMB 功率谱中较低的多极矩。我们利用来自 Planck、WMAP9、SPT 和 ACT 的数据，以及 $z \sim 4$ 处的物质温度 Lyman-$\alpha$ 测量值，设定了暗物质寿命的 95% 置信水平下限：对于 $m_\chi = 100$ MeV，该下限约为 $4 \times 10^{25}$ s。由于能量沉积到星际介质的效率低下，当 $m_\chi = 1$ TeV 时，该下限降低了一个数量级。我们还表明，相对于背景宇宙学速率，结构形成可以将 p 波抑制的湮灭截面效应增强多个数量级，尽管即使有这种增强，CMB 的限制仍不足以达到截面的热遗迹值。