轴子介导暗物质产生的伽马射线盒

我们计算了轴子介导暗物质的伽马射线输出，并推导了近期数据所设定的相应限制。在此类情景中，暗物质候选者是一种狄拉克费米子，其对湮灭为轴子和/或标量粒子。假如轴子（至少部分）衰变为光子，这些模型自然会产生盒状伽马射线能谱，该能谱可能呈现两种不同的现象学行为：窄盒，类似于暗物质质量一半处的谱线；或宽盒，跨越直至暗物质质量的广泛能量范围。值得注意的是，我们发现在这两种情况下，对于热遗迹而言，无需精细调节模型参数或引入增强因子，即可预测出可观的伽马射线通量。这一大输出量与近期 Fermi-LAT 对银河系中心区域的观测一致，并处于即将被排除的边缘。随后，我们利用 Fermi-LAT 和 H.E.S.S. 数据，推导了窄盒和宽盒情景下暗物质湮灭截面的稳健、模型无关的上限。特别是 H.E.S.S. 的限制在数百 GeV 处与 Fermi-LAT 的限制相符，并延伸至多 TeV 质量范围。未来的切伦科夫望远镜很可能探测到整个多 TeV 范围内热暗物质遗迹产生的伽马射线盒，而这一区域很难通过直接探测、对撞机搜索和其他间接探测策略触及。