利用双组分暗物质模型解释来自银河系中心的低能 $\gamma$ 射线超出

在过去几年中，Fermi-LAT 星载望远镜在银河系中心周围区域观测到了能量范围约为 $1$-$3$ GeV 的 $\gamma$ 射线超出迹象。研究发现，这种超出 $\gamma$ 射线谱的性质与银河系中心暗物质湮灭预期的 $\gamma$ 射线发射一致，同时排除了其他已知天体物理源作为该现象可能起源的说法。另有报告指出，这种超出 $\gamma$ 射线的能谱和形态可以通过质量在 $30\sim 40$ GeV 范围内的暗物质粒子显著湮灭为 ${\rm b} \bar{\rm b}$ 末态来很好地解释，其在银河系中心的湮灭截面为 $\sigma {\rm v}\sim (1.4$ - $2.0)\times 10^{-26}$ cm$^3/$s。在这项工作中，我们提出了一种双组分暗物质模型，其中考虑了两种不同类型的暗物质粒子，即复标量粒子和狄拉克费米子。这两种暗区粒子的稳定性由额外的局域 U$(1)_{\rm X}$ 规范对称性维持。我们发现，我们提出的场景除了满足来自 LHC、PLANCK 和 LUX 合作组的所有现有相关理论以及实验和观测限制外，还能为这种反常的超出 $\gamma$ 射线提供可行的解释。最后，将由此获得的较轻暗物质粒子在 ${\rm b} \bar{\rm b}$ 湮灭通道的“有效湮灭截面”允许范围与 Fermi-LAT 和 DES 合作组利用来自各个矮椭球星系的数据所报告的限制进行了比较。