新 511 keV 谱线数据提供了最强的亚 GeV 暗物质约束

我们探索了与亚 GeV 暗物质 (DM) 粒子相关的 $511$~keV 辐射，这些粒子能产生电子-正电子对，并在热化后形成正电子素。我们利用 INTEGRAL 卫星约 16 年的 SPI 数据来约束暗物质性质，并考虑了完整的正电子传播与损失，以及自由电子密度在银河平面外的下降。我们发现，与先前的假设不同，不同暗物质质量所预测的经度和纬度分布存在显著差异，并获得了迄今为止对亚 GeV 暗物质（从 MeV 到几 GeV）的最强限制，对于典型的 Navarro-Frenk-White 暗物质密度分布，排除了 $m_{\chi}\sim1\,\text{MeV}$ 时低至 $\langle \sigma v \rangle \lesssim10^{-32}$ cm$^3$ s$^{-1}$ 和 $m_{\chi}\sim5\,\text{GeV}$ 时低至 $\langle \sigma v \rangle \lesssim10^{-26}$ cm$^3$ s$^{-1}$ 的湮灭截面，以及 $m_{\chi}\sim1\,\text{MeV}$ 时长达 $\tau \gtrsim 10^{29}\, \textrm{s}$ 和 $m_{\chi}\sim5$ GeV 时长达 $\tau \gtrsim 10^{27}\,\textrm{s}$ 的寿命。由于系统不确定性，我们推导出的限制在几倍因子范围内是稳健的。