太阳中的暗物质束缚态形成

太阳可能捕获不对称暗物质（DM），随后通过辐射发射亚 GeV 标量粒子形成束缚态。这一过程使得无需暗物质湮灭即可产生标量粒子。除了核子上的暗物质捕获外，负责束缚态形成的暗物质 - 标量耦合还会诱导环境暗物质粒子与已被捕获的暗物质粒子以及在太阳内部原位形成的暗物质束缚态之间的自散射捕获。我们通过数值和解析求解玻尔兹曼方程详细研究了这一情景。特别是，我们考虑到暗物质自捕获率需要超越传统玻恩近似的处理。我们表明，得益于暗物质在束缚态上的散射，被捕获的暗物质粒子数量呈指数增长，导致通过束缚态形成增强的相对论性标量粒子发射，其最终衰变产物可能是可观测的。我们以标量介子衰变为中微子为例探讨了现象学特征。我们发现，在低于一百 MeV 的能量范围内，发射的中微子通量可与大气中微子通量相当。未来的设施如 Hyper-K 以及直接暗物质探测实验可以进一步检验此类情景。