次 GeV 级暗物质模型的间接搜索

最近， MeV--GeV 量级暗物质 (DM) 粒子的间接搜索获得了显著关注。此类 DM 粒子在银河中的成对湮灭可同时产生 MeV 到 GeV $\gamma$ 射线（通过直接发射），以及来自 DM 诱导的 $e^\pm$ 通过逆 Compton 散射、布拉姆斯拉尔赫和原位湮灭过程（统称为次级发射）产生的 $X$ 射线到软 $\gamma$ 射线的宽幅光谱。我们聚焦于两种代表性的现实次 GeV DM 模型，即向量-门控动力学混合模型和希格斯-门控模型，基于上述所有信号，对现有的 $X$ 射线、$\gamma$ 射线和宇宙射线观测进行详细的间接检测约束研究。我们还估算了基于所有可能的直接和次级发射信号的即将到来的 MeV 光子望远镜 COSI的未来前景。我们将结果与来自宇宙学和地面观测的约束和（或）展望进行比较。我们发现，对于两种次 GeV DM 模型，当前观测将湮灭截断率限制在 $<\langle \sigma v \rangle \lesssim 10^{-27} {\rm cm}^3/{\rm s}$ 或更低的特定质量范围下。此外，由于次级光子在许多情况下提供主导信号，新的不受约束的 DM 参数空间可通过像 COSI 这样的即将到来的仪器被探测。