原初黑洞周围暗物质湮灭的改进限制

宇宙学可能产生可观的粒子暗物质和原初黑洞（PBH）种群，其总质量密度给出观测推断值$\Omega_{\rm DM}\approx0.26$。然而，先前研究强调，对于具有速度无关热截面$\langle\sigma v\rangle\sim3\times10^{-26}{\rm cm}^3/{\rm s}$的粒子暗物质（经典WIMP暗物质即如此），同时含粒子暗物质和PBH的图景被$\gamma$射线限制强烈排除。此处我们将这些关于$s$波湮灭粒子暗物质的现有研究扩展至由弥散$\gamma$射线对速度依赖湮灭的限制，即$p$波（$\langle\sigma v \rangle\propto v^2$）或$d$波（$\langle\sigma v \rangle\propto v^4$），我们发现限制明显更弱。此外，我们强调，即使冻结过程是$p$波，被（圈/相空间）压低的$s$波过程相对常见地实际提供了来自PBH晕的实验限制$\gamma$射线通量的主要贡献。本工作还采用了精细处理的PBH暗物质密度轮廓，并概述了河外$\gamma$射线边界的改进应用。