重新审视原初黑洞周围 WIMP 的约束条件

尽管质量 $M_{\rm PBH} \gtrsim 10^{-11} \, M_\odot$ 的原初黑洞(PBHs)不能构成暗物质的全部，但即便存在少量此类天体也会产生深远的天体物理后果。亚主导的 PBH 种群会在物质-辐射相等之前高效吸积暗物质粒子，从而产生高密度的暗物质尖峰。我们考虑暗物质主要由弱相互作用大质量粒子(WIMPs)构成、并含有来自 PBHs 的少量亚主导贡献的情形，并利用各向同性伽马射线背景(IGRB)和宇宙微波背景(CMB)的观测，针对一系列 WIMP 质量、湮灭通道、截面和 PBH 质量函数，重新审视这些尖峰中 WIMP 湮灭的约束。我们发现，利用 IGRB 推导的约束被显著高估（在某些情况下达多个数量级），而利用 CMB 观测得到的限制通常强于或与来自 IGRB 的限制相当。重要的是，我们表明对于足够低的 WIMP 质量和 p 波湮灭截面，$\sim \mathcal{O}(M_\odot)$ 的 PBHs 仍可对暗物质密度有显著贡献。