具有激发态的暗物质自散射

自相互作用暗物质情景最近引起了广泛关注，作为缓解 N 体模拟与星系及亚星系尺度上暗物质分布观测之间张力的一种可能手段。暗物质内部结构的存在——例如谱中一个近乎简并的状态，它可以衰变，或通过碰撞被激发或退激发——也被提出作为解决这些差异的一种可能方法。这种内部结构可能是直接和间接暗物质搜寻中有趣信号的来源，例如为最近在星系和星系团中观测到的 3.5 keV 谱线提供一种新的解释。我们分析了一个包含近乎简并激发态的暗物质自散射简单模型，并开发了弹性与非弹性 s 波截面的精确解析近似，该近似在非微扰区域有效，前提是粒子速度足够低（这也是 s 波主导高于更高阶分波所要求的条件）。我们预期我们的结果将有助于将非弹性自散射纳入 N 体模拟，以研究暗物质谱中近乎简并状态对星系结构和动力学的定量影响，并计算多态暗物质的间接信号。