<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.2d1 20170631//EN" "JATS-journalpublishing-oasis-article1-mathml3.dtd">
<article article-type="research-article" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:oasis="http://www.niso.org/standards/z39-96/ns/oasis-exchange/table"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">PRD</journal-id><journal-id journal-id-type="coden">PRVDAQ</journal-id><journal-title-group><journal-title>Physical Review D</journal-title><abbrev-journal-title>Phys. Rev. D</abbrev-journal-title></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2470-0010</issn><issn pub-type="epub">2470-0029</issn><publisher><publisher-name>American Physical Society</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.98.063002</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-major"><subject>ARTICLES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-minor"><subject>Astrophysics and astroparticle physics</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Gamma rays from dark mediators in white dwarfs</article-title><alt-title alt-title-type="running-title">GAMMA RAYS FROM DARK MEDIATORS IN WHITE DWARFS</alt-title><alt-title alt-title-type="running-author">M. CERMEÑO AND M. A. PÉREZ-GARC</alt-title></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name><surname>Cermeño</surname><given-names>M.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1"/><xref ref-type="author-notes" rid="n1"><sup>*</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Pérez-García</surname><given-names>M. A.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1"/><xref ref-type="author-notes" rid="n2"><sup>†</sup></xref></contrib><aff id="a1">Department of Fundamental Physics, <institution>University of Salamanca</institution>, Plaza de la Merced s/n, E-37008 Salamanca, Spain</aff></contrib-group><author-notes><fn id="n1"><label><sup>*</sup></label><p><email>marinacgavilan@usal.es</email></p></fn><fn id="n2"><label><sup>†</sup></label><p><email>mperezga@usal.es</email></p></fn></author-notes><pub-date iso-8601-date="2018-09-05" date-type="pub" publication-format="electronic"><day>5</day><month>September</month><year>2018</year></pub-date><pub-date iso-8601-date="2018-09-15" date-type="pub" publication-format="print"><day>15</day><month>September</month><year>2018</year></pub-date><volume>98</volume><issue>6</issue><elocation-id>063002</elocation-id><pub-history><event><date iso-8601-date="2018-07-09" date-type="received"><day>9</day><month>July</month><year>2018</year></date></event></pub-history><permissions><copyright-statement>Published by the American Physical Society</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder>authors</copyright-holder><license license-type="creative-commons" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><license-p content-type="usage-statement">Published by the American Physical Society under the terms of the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International</ext-link> license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP<sup>3</sup>.</license-p></license></permissions><abstract><p>We consider self-annihilation of dark matter, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, into metastable mediators, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and their subsequent decay into photons inside white dwarfs. We focus on reactions of the type <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where mediators, besides having a finite decay lifetime at rest <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, may suffer energy loss in the medium before they decay into photons, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We obtain attenuated gamma-ray luminosities arising from the combination of both effects. Using complementary sets of astrophysical measurements from cold white dwarfs in the M4 globular cluster as well as direct and indirect dark matter searches, we discuss further constraints on dark mediator lifetimes.</p></abstract><funding-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country="ES"><institution-wrap><institution>Ministerio de Economía y Competitividad</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100003329</institution-id></institution-wrap></funding-source></award-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country="ES"><institution-wrap><institution>Consejería de Educación, Junta de Castilla y León</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100008431</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>SA083P17</award-id><award-id>FIS2015-65140</award-id></award-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country=""><institution-wrap><institution>PHAROS CA COST Action</institution></institution-wrap></funding-source><award-id>CA16214</award-id></award-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country=""><institution-wrap><institution>Spanish Red Consolider MultiDark</institution></institution-wrap></funding-source><award-id>FPA2017</award-id><award-id>90566</award-id></award-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country=""><institution-wrap><institution>University of Salamanca</institution></institution-wrap></funding-source></award-group></funding-group><counts><page-count count="9"/></counts></article-meta></front><body><sec id="s1"><label>I.</label><title>INTRODUCTION</title><p>Dark matter (DM) accumulation sites can provide a valid strategy to potentially identify hints of DM proper existence as well as its nature and properties. In particular, one could think of the concentration of this type of matter inside astrophysical bodies as a consequence of gravitational interaction and, provided suitable ranges of masses and cross sections, thermalization with ordinary—baryonic—matter constituting these objects. Effects such as self-annihilation and coannihilation with a different species or decay have been exhaustively studied as possible multimessenger signatures taking place in the Sun, planets, main sequence stars, and more compact objects like white dwarfs or even neutron stars <xref ref-type="bibr" rid="c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10 c11">[1–11]</xref>.</p><p>Regarding DM itself, beyond standard model (BSM) candidates have flourished in the literature over the past decades. For a review, see, e.g., <xref ref-type="bibr" rid="c12">[12]</xref>. Some of them are now well constrained from the coordinated effort of different communities focusing on direct, indirect, and collider searches <xref ref-type="bibr" rid="c13">[13]</xref>. One of the currently accepted possible realizations considers that DM could generate a relic density via annihilation into so-called dark mediators and subsequent SM particles. These types of models are also referred to as “secluded” in the sense that DM dramatically reduces its couplings to SM states by an intermediate state, a decaying mediator, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Examples in the literature include coupling strengths ranging from weakly interacting DM particles <xref ref-type="bibr" rid="c14">[14]</xref> to strongly interacting ones <xref ref-type="bibr" rid="c15">[15]</xref>. According to the duration of a lifetime for these metastable particles, there is a further division among short-lived or long-lived mediators, each giving rise to dramatic differences in the predicted indirect signal <xref ref-type="bibr" rid="c16 c17">[16,17]</xref>. Annihilation of DM into two generic different mediators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> can take place in the s- or p-wave scheme, depending on the Lorentz structure of the DM-mediator interactions <xref ref-type="bibr" rid="c18">[18]</xref>. There are some works that have focused on particular realizations of these secluded models <xref ref-type="bibr" rid="c19">[19]</xref>.</p><p>Indirect signals from DM could also be expected from the possibility of annihilation through long-lived mediators into gamma rays in astrophysical environments, the Galactic center, dwarf spheroidals, the CMB <xref ref-type="bibr" rid="c14 c20 c21 c22">[14,20–22]</xref>, and also into neutrinos <xref ref-type="bibr" rid="c23 c24">[23,24]</xref>. From the experimental side, current DM searches are actively constraining the available mass and DM-nucleon cross-section, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, phase space. Efforts include those from colliders like, e.g., Belle <xref ref-type="bibr" rid="c25">[25]</xref> or LHC <xref ref-type="bibr" rid="c19">[19]</xref>. Regarding indirect searches <xref ref-type="bibr" rid="c26">[26]</xref> in the neutrino channel, secluded DM models have been constrained by ANTARES <xref ref-type="bibr" rid="c27">[27]</xref>, while in the gamma rays relevant searches are performed by Fermi, H.E.S.S., and AMS Collaborations <xref ref-type="bibr" rid="c28">[28]</xref>.</p><p>On general grounds, considering dark metastable mediators enriches the picture by which DM interacts with ordinary SM matter. The main characteristic in this scenario comes from the fact that these particles have a finite lifetime. While short-lived mediators would be essentially indistinguishable in most of the searches from models where DM is not secluded, long-lived mediators allow an injection of SM states not directly related to places with enhanced DM density. Therefore, it could produce detectable signals far from the production site. Besides, this mechanism has been quoted <xref ref-type="bibr" rid="c22">[22]</xref> to introduce anisotropies of prompt species—positrons and photons—produced in the decays of long-lived mediators. Popular mediators such as the dark photon or the dark Higgs have been featured in a number of recently proposed dark sector models <xref ref-type="bibr" rid="c29">[29]</xref> although several model-independent DM scenarios also feature long-lived particles <xref ref-type="bibr" rid="c30">[30]</xref>.</p><p>In this work, we consider the annihilation of light DM particles inside white dwarfs (WDs). We restrict our interest to dark candidates in the sub-GeV mass range as they can probe some particularly interesting astrophysical scenarios <xref ref-type="bibr" rid="c31">[31]</xref>. Recent constraints show a window for masses <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> cross sections <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>29</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (see Fig. 6 in <xref ref-type="bibr" rid="c32">[32]</xref>). Electrons are also relevant species inside WDs. However, their scattering cross section with sub-GeV DM is typically much smaller than that of nucleons <xref ref-type="bibr" rid="c33">[33]</xref> (less than <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>38</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for thermal DM when form factors do not play a role). Let us emphasize at this point that since the mass range beyond a few GeV is nowadays better probed, the less constrained light mass phase space seems the next interesting region to explore <xref ref-type="bibr" rid="c34">[34]</xref> with proposals allowing strongly interacting candidates (SIMPs) as recently described in <xref ref-type="bibr" rid="c35">[35]</xref>.</p><p>The astrophysical scenario we consider is that of a WD where DM particles annihilate inside the stellar medium so that the metastable mediators produced in the reaction <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula> can lose energy while propagating (on-shell) outwards. Eventually, they will decay into photons, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, either inside or outside the star, as this is governed by their energy-dependent lifetime and dissipation. White dwarfs are compact stars made mostly of carbon and oxygen and formed at the end of the lifetime of main sequence stars with masses up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. They represent around <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>95</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo></mml:math></inline-formula> of all the stars in our Galaxy. It is believed that a fraction up to 20% may harbor magnetic fields with a strength up to several hundred MG. Since, at their final stages, no fusion reactions can happen in their interior, they are supported by electron pressure. Typical masses range <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn><mml:mi>–</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and radii <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn><mml:mi>–</mml:mi><mml:mn>0.03</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Thus, these stars are essentially cold, with effective temperatures <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>–</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and dense enough <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>–</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> so that density effects cannot be neglected. In order to avoid many of the limitations set by particular model settings, we will consider a generic scenario of annihilating fermionic DM into photons via dark mediators making a minimal set of assumptions. Depending on how long or short-lived these mediators are and the importance of dissipation, we will show how gamma ray emission and luminosities from WDs can end up being attenuated. For example, if the mediator lifetime is large enough, it could decay outside the stellar radius modifying the expected energy flux value with respect to that arising from decay in central regions. In this scenario, medium effects have to be dealt with as, generically, a mediator will loose energy when passing through the ordinary matter, provided the decay length, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, is larger than the interaction length, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. These boosted mediators will be produced with initial velocity, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, that will be attenuated while propagating inside the star, thus affecting their survival probability and the energy deposited by them at the decaying site. However, let us emphasize that for less dense stellar bodies such as the sun or planets, average densities are less than <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, thus much lower than central densities in WDs and dissipation effects are less important.</p><p>The paper is structured as follows. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s2">II</xref>, we describe the DM annihilation into dark mediators as well as particle energy losses inside the WD scenario. We calculate the survival probabilities for mediators with energy dependent lifetimes, their spectrum and the associated photon luminosities. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3">III</xref>, we show results concerning gamma-ray luminosities comparing to those for cold WDs in M4 globular cluster (GC) and further discuss possible constraints on dark mediator lifetimes. Finally, in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref>, we conclude.</p></sec><sec id="s2"><label>II.</label><title>DARK MEDIATORS AND IN-MEDIUM INTERACTION</title><p>In this section, we describe the process where the photon emission arises from DM annihilation via dark mediators. We consider fermionic dark matter particles, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, that annihilate into metastable mediators, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula>, through reactions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula> with subsequent decay <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Additional reactions from radiative emission processes or three body decay of mediators <xref ref-type="bibr" rid="c36">[36]</xref> induce small corrections, including anisotropies <xref ref-type="bibr" rid="c22">[22]</xref> that we will not consider here. It is well known that considering DM candidates not restricted to weakly interacting particles introduces the possibility that they could undergo self-interactions with 3-to-2 or 4-to-2 annihilations <xref ref-type="bibr" rid="c15 c37">[15,37]</xref>; however, we expect our results will not be qualitatively modified as stellar DM densities remain small.</p><p>The metastable mediator has a lifetime at rest that can be related to its decay width as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> (we use <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>ℏ</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>). As initially created in the boosted <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> process, they possess a Lorentz factor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In the stellar environment, the mediator will, in principle, interact with the medium decreasing its energy and velocity, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, from initial values. Attenuation of dark candidates has been considered as a source of DM depletion on terrestrial detectors <xref ref-type="bibr" rid="c38 c39">[38,39]</xref>. This stopping power is a crucial aspect that could largely impact the energetic yields of annihilation processes in a medium.</p><p>From the accumulated DM present inside the WD, dark mediators are produced from the two-body annihilation reaction <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Regarding the kinematics of the dark mediator propagation, we will use a radial treatment inside the star for the light DM mass range and (relatively) strong interacting cross sections motivated by previous findings of small-deflection angle approximation <xref ref-type="bibr" rid="c38">[38]</xref>. In the medium, they may suffer from interaction with ordinary matter composed of nuclei and a gas of electrons. Such a possibility is realized when they live long enough to experience the scattering processes we consider, e.g., if their decay length <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is larger than the interaction length, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the number density of scattering centers of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>th-type in the stellar volume (nuclei of baryonic number <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> end electrons) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the scattering cross section describing mediator interactions with those matter constituents. Besides, the possible interaction with electrons <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is unknown but we take it to be bounded by that of DM, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> according to experimental constraints <xref ref-type="bibr" rid="c33">[33]</xref>. In the situation where scattering of DM with electrons is less frequent than for nuclei <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> or, equivalently, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the effect of electrons can be safely neglected in the sub-GeV mass range. In this work, we will constrain all decaying mediators to have rest lifetimes <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> to evade nucleosynthesis constraints <xref ref-type="bibr" rid="c40">[40]</xref>.</p><p>As mentioned, inside the WD, we assume that a fraction of DM is present. The population number of DM particles inside the star, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, will be the result of several processes. On one hand, the capture rate, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>capt</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, collecting particles by gravitational capture from an existing galactic DM distribution. It is indeed expected at early ages for the star from the hydrogen dominated era, during the main sequence, and later, in the more compact configuration <xref ref-type="bibr" rid="c5 c41">[5,41]</xref>. On the other hand, there are other processes yielding the opposite effect, such as annihilation and evaporation, each with a definite rate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>evap</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, respectively. See, e.g., <xref ref-type="bibr" rid="c42 c43 c44 c45">[42–45]</xref>. Let us emphasize that the strength of the possible (indirect) gamma ray signal is to be directly related to the amount of DM that the star is able to capture and retain.</p><p>During the WD stage the DM capture rate can be written <xref ref-type="bibr" rid="c46 c47">[46,47]</xref> as <disp-formula id="d1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>capt</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(1)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the gravitational constant, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the WD mass and radius, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the local DM density, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the DM particle mass and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the velocity dispersion between the DM particle and the WD. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the fraction of DM particles that undergo one or more scatterings with a nucleus of mass <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and baryonic number <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> while inside the star. In our work, we set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>14</mml:mn></mml:math></inline-formula> to account for a mixed C-O composition. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> saturates to unity when it is larger than a typical scale <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>sat</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, known as geometrical cross section. Thus <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, if <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≳</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>sat</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≃</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the DM-nucleus cross section <xref ref-type="bibr" rid="c48 c49 c50 c51">[48–51]</xref>, expressed in terms of the DM-nucleon cross section, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Otherwise, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>sat</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Finally, the bracketed term accounts for DM that scatters but it is not captured in the WD, being <disp-formula id="d2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>esc</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(2)</label></disp-formula>and <disp-formula id="d3"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>esc</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(3)</label></disp-formula>the escape velocity.</p><p>Additional decay or even coannihilation with a different species could be possible but, for the sake of brevity, we will not consider those channels here. We assume no DM self-interaction exists. In order to check the consistency of our argument neglecting evaporation for light DM, we can estimate the limiting evaporation mass by demanding that the typical DM particle velocity, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, at the WD central temperature, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, be less than the local escape velocity of the star, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>esc</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Thus, the evaporation mass value will somewhat depend on the thermodynamical properties of the star considered. For the WD masses <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.95</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and radii <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1.28</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2.15</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, evaporation mass limits attain values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>evap</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>esc</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when we set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The corresponding set of WD masses and radii have been obtained using the Lane-Emden solution for the nonrelativistic polytropic equation of state with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c52">[52]</xref>. Inside WDs, mass density can be reasonably taken as a slowly variating radial function, approximately equal to the central density <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. In our case, the specific central density value range we use to obtain the selected <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> parameter space is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1.66</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3.78</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><p>As explained, in the range of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> masses, we will consider, well above evaporation limits, the number of DM particles in the WD is obtained by solving the differential equation, <disp-formula id="d4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>capt</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(4)</label></disp-formula>where <disp-formula id="d5"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>∫</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(5)</label></disp-formula>and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the annihilation cross section averaged over the initial DM states and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the DM number density inside the star, which verifies <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>∫</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> at a given time. For simplicity, the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> will be taken in what follows as that of a wimp-like candidate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>26</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> but this parameter will indeed depend on the interacting nature of the DM candidate and will discuss later on its impact in our calculation. In particular, this value will assure that during the typical WD lifetime of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mi>Gyr</mml:mi></mml:math></inline-formula>, DM can effectively thermalize in the interior of the star. In such a case, the DM particle number density can be cast under a Gaussian form, <disp-formula id="d6"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>th</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(6)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the central number particle density value and the thermal radius is given <xref ref-type="bibr" rid="c47 c53">[47,53]</xref> by <disp-formula id="d7"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>th</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(7)</label></disp-formula>Using this expression, we can find an explicit form for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>th</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d5">(5)</xref>. Finally, solving Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref>, it is found that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≃</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>capt</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> for times much larger than the typical equilibrium time scale <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>capt</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><sec id="s2a"><label>A.</label><title>Dark mediator attenuation</title><p>In this paper, we are interested in the detectable signature of a mechanism of DM annihilation through dark mediators that subsequently decay to a photon pair, and its impact on the gamma ray luminosity and flux.</p><p>In <xref ref-type="bibr" rid="c54">[54]</xref>, expressions for solar photon energy flux due to DM annihilation with free-streaming mediators were given <disp-formula id="d8"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(8)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the probability that the mediator decays at a distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></inline-formula> outside the WD. In what follows, we explain for our different scenario how we include attenuation and decay effects, as they are not explicitly reflected in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. The energy spectrum in the decay process <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is given by a box-type shape <disp-formula id="d9"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">Θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(9)</label></disp-formula>as described in <xref ref-type="bibr" rid="c55 c56">[55,56]</xref>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <disp-formula id="d10"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>∓</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(10)</label></disp-formula>In this last expression, the mediator velocity can be written as <disp-formula id="d11"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(11)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the mass, momentum modulus, and energy of the mediator in the medium, respectively. Note that each of the four photons emitted per annihilation has a monochromatic energy in the rest frame of the mediator, <disp-formula id="d12"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(12)</label></disp-formula></p><p>Therefore, in the laboratory frame, where DM particles move nonrelativistically, the photon energy can be written as <disp-formula id="d13"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mi>θ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(13)</label></disp-formula>and, since the mediator decays isotropically, the resulting energy spectrum presents a box-shaped structure with a photon energy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula> as obtained in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref>.</p><p>In order to consider the fact that the mediator may suffer energy attenuation when passing through the medium, we consider that both momentum and energy will depend on the distance to the center of the star <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>, thus <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. It is important to remark here that, for the stellar conditions under inspection, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>th</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≪</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and, therefore, we will approximate DM particles annihilate at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p><p>Under these circumstances when the mediator particle is created in the boosted scenario, we have, initially, the momentum modulus <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>. Later, when the mediator interacts inside the WD, it suffers a number of elastic scatterings that could be approximated as a continuous energy-loss with a small-deflection angle <xref ref-type="bibr" rid="c3 c38 c39">[3,38,39]</xref>. It is, therefore, reasonable to write the fractional momentum loss in terms of the variation of the mediator momentum prior to the interaction using a coefficient, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> parametrizing the collision so that when the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula> particle has traveled a distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <disp-formula id="d14"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(14)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">I</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the nucleus-mediator cross section. Assuming that the main contribution to the cross section of nuclei comes from the coherent enhancement of the spin-independent cross section, we can further consider <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, being <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> the nucleon-mediator cross section. At this point, we must note that while the DM-nucleon cross section is much constrained from current direct searches, it is scarcely tested for mediators. We will assume in what follows that due to the secluded nature of these type of DM mediators they will couple to nucleons with less (or up to the same) strength as compared to DM particles <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p><p>We denote <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the number density of nuclei in the stellar profile. Since the supporting pressure in the WD is provided by the degenerate electron fraction to obtain <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, we use a polytropic approach to the equation of state and approximate the analytic solution of the Lane-Emden equation with a polytropic index <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> following <xref ref-type="bibr" rid="c52">[52]</xref> as <disp-formula id="d15"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d15a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d15a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4.6</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1.1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(15)</label></disp-formula>with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>5</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, given the central density and pressure values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the electron and nucleon masses. Using the prescribed fit with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.481</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>18</mml:mn><mml:mn>5</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, one can obtain a convenient approximation for the full numerical solution with an accuracy of 1%. Integrating Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref>, we obtain <disp-formula id="d16"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(16)</label></disp-formula>and, accordingly, the radial dependent energy is given by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>. From this expression, it is clear that the energy spectrum, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, will be attenuated with radial distance from the production site inside the star.</p><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>, we show the dark mediator attenuation from initial velocity <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as a function of the distance inside the WD for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>500</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We consider <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>38</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>40</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> depicted with dot-dashed, dotted, and dashed lines, respectively. The WD configuration corresponds to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3.776</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.28</mml:mn><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.95</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:msub></mml:math></inline-formula>. In order to emphasize the effect, we have imposed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, but we will discuss later this dependence.</p><fig id="f1"><object-id>1</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.98.063002.f1</object-id><label>FIG. 1.</label><caption><p>In-medium dark mediator velocity as a function of the radial distance inside the WD for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>500</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We fixed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>38</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>40</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with dot-dashed, dotted and dashed lines, respectively. See text for details.</p></caption><graphic xlink:href="e063002_1.eps"/></fig></sec><sec id="s2b"><label>B.</label><title>Photon luminosity from dark decay</title><p>The equation which governs the decay probability density of the mediator inside the star can be written as <disp-formula id="d17"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>dec</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>dec</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>dec</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(17)</label></disp-formula>where the relativistic decay length <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p><p>The decay probability must fulfill the normalization condition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dec</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Explicitly, <disp-formula id="d18"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(18)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a normalization constant. Beyond the stellar radius, we will be assuming no energy losses such that the mediator will not be further attenuated and its energy remains quenched <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. If further scattering with an external agent was introduced an additional attenuation would arise <xref ref-type="bibr" rid="c57">[57]</xref>. For the sake of clarity we will not consider that refinement here.</p><p>From the integration in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref>, we can obtain the actual form for the probability <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>dec</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>WD</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>that the mediator decays outside the star, between <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and a generic distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> <disp-formula id="d19"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>dec</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(19)</label></disp-formula>or explicitly, <disp-formula id="d20"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo minsize="3ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo minsize="3ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(20)</label></disp-formula>where we have used <disp-formula id="d21"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(21)</label></disp-formula>On the other hand, the probability of decay <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> inside the WD (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) weighted with the position dependent spectrum in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> will allow to obtain the photon luminosities deposited inside the stellar volume and extract valuable information of the strength of attenuation in the stellar medium.</p><p>The internal luminosity due to annihilation of DM particles into photons through dark mediators inside the stellar volume can be thus written as <disp-formula id="d22"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:math><label>(22)</label></disp-formula>where now dependencies are made explicit. On one hand, the dependence on the radial coordinate of the energy spectrum of photons produced inside the WD as a result of the finite lifetime of the mediators and, on the other hand, the medium interaction of the mediators from the spatially dependent limiting values in the energy interval, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. When <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we recover the case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> where no attenuation is present.</p></sec></sec><sec id="s3"><label>III.</label><title>RESULTS</title><p>In this section, we analyze the results obtained for the photon luminosity and flux to compare with existing experimental measurements of the coldest WDs. By comparing the expected internal warming due to the dark mediator in-medium decay, one could obtain some constraints to the lifetime of the mediator in the scenario considered. In order to maximize the possible DM effects in the stellar warming, we consider those WDs present in the M4 GC <xref ref-type="bibr" rid="c58">[58]</xref> where, in line with <xref ref-type="bibr" rid="c6">[6]</xref>, we assume a DM density <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2660</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, being <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the solar-circle value, usually taken as reference in our Galactic DM distribution. The quoted value in M4 GC refers to the density at the largest radius where the WD data are observed <xref ref-type="bibr" rid="c2 c6">[2,6]</xref>, having a velocity dispersion of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>km</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. It is important to mention that in this GC the age of the WDs is set to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>12.7</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.7</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>Gyr</mml:mi></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c59">[59]</xref>, so that the assumption that the DM particles which have some impact on the luminosity through annihilation are those which are captured in the WD stage seems a reasonable hypothesis. Along the same lines, it is clear that at this age <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and they are indeed thermalized.</p><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref>, we show the energy flux due to annihilation of DM with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>800</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> as a function of the photon energy at distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> for a WD with mass <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.28</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:msub></mml:math></inline-formula> and radius <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.04</mml:mn><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:msub></mml:math></inline-formula> and normalized to the product <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. We consider two different values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (solid lines) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (dashed lines) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mi>cm</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (green) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mi>cm</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (magenta). We assume <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The case where more attenuation is obtained is that of the larger cross section where the available energy window for photoproduction is small and centered about <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. For the considered cases it is fulfilled that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> and as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> grows the flux obtained is smaller since less mediators have been able to decay into photons at the radial distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Let us note at this point that, in principle, some modulating geometrical factors would be needed in order to precisely account for decays from mediators beyond stellar radius. As we will see later, since most lifetime values allowed are in the region <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, around one order of magnitude larger than the typical WD radius, we expect this approximate treatment not to substantially change our conclusions.</p><fig id="f2"><object-id>2</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.98.063002.f2</object-id><label>FIG. 2.</label><caption><p>Energy flux at distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> due to DM annihilation as a function of the photon energy for different values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (solid lines) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (dashed lines). It is normalized to the product <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>ann</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. We consider two values for the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mi>cm</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (green) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mi>cm</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (magenta). We assume <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and fix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>800</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula>. See text for details.</p></caption><graphic xlink:href="e063002_2.eps"/></fig><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref>, we show the WD internal luminosity, i.e., energy per unit time deposited inside the stellar volume, due to the annihilation of DM as a function of the WD mass for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>500</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>375</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> (solid lines) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> (dash-dotted lines). We set different lifetimes <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.001</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 0.01, 0.1, 1 s. We fix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We can see that the more similar to the DM particle mass, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the mediator mass, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, is, the higher the luminosity is. This happens because the mediator is produced almost at rest and it is equivalent to a prompt photoproduction (there is no energy attenuation for the mediator). Moreover, the luminosity decreases when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> increases due to the fact that the higher <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is, the smaller the probability of decaying inside the object. It is clear from the figure that we can exclude sets of parameters that yield an internal luminosity <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> higher than that experimentally extracted for WDs in M4 GC (red points as given by <xref ref-type="bibr" rid="c6">[6]</xref>). In other words, for fixed values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> (that is fixed to be equal to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>) there will be a limiting lower value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> below which the luminosity would be higher than that deduced from experimental data.</p><fig id="f3"><object-id>3</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.98.063002.f3</object-id><label>FIG. 3.</label><caption><p>WD internal luminosity due to DM annihilation as a function of the WD mass for different values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.001</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 0.01, 0.1, 1 s using <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>500</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> and mediator masses, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>375</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> (solid lines) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>MeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> (dash-dotted lines). We fixed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>. Red points are experimental data for M4 GC from <xref ref-type="bibr" rid="c6">[6]</xref>.</p></caption><graphic xlink:href="e063002_3.eps"/></fig><p>In order to analyze these specific constraints, we plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f4">4</xref>, the excluded values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> (colored region) as a function of the logarithm (base 10) of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Being conservative, we exclude values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> which provide luminosities beyond a 50% tolerance for the complete set of all experimental data, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1.5</mml:mn><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>exp</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. We fix this error band since experimentally deduced luminosities for WDs are accurate only to the first or second significant figures. Incidentally, this happens for luminosities above 50% of the value for the first experimental data point considered in the series (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.28</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊙</mml:mo></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>WD</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.7</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>9</mml:mn></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>cm</mml:mi></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>3.3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>). On this plot we show the boundary of the colored region, whose physical meaning is that of the minimum value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> below which lifetimes for a decaying mediator produced at rest are not allowed for a given <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. In this case, since the mediator decays at rest, it does not suffer attenuation so that there is no dependence on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. As it is obtained, it is indeed a lower limit of allowed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> independent on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Besides, the green line indicates the corresponding Y-lifetime where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, i.e., the value for which at least one scattering between the mediator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula> and a nucleus <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> inside the WD will take place, assuming <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Below this limiting value situation is equivalent to that with no energy losses. In the figure, it is shown that for saturated values of the capture rate in the WD, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>sat</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> there is no further change in the limiting value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. We refer to this as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula>. For smaller values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>sat</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> there is a quenching of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula> as smaller values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are not excluded from luminosity constraints. We expect that our results could be, in principle, extended up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>29</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> covering the targeted region in the phase space for sub-GeV DM as we comment in the Introduction. In other more general cases, for a fixed value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and given <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the maximum excluded value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula>, will be lower than that obtained in the extreme <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> case. In other words, the most restrictive <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> limit would be that in which is independent on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><fig id="f4"><object-id>4</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.98.063002.f4</object-id><label>FIG. 4.</label><caption><p>Constraints for the mediator lifetime as a function of DM-nucleon cross section for the case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We fixed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Colored region depicts the excluded parameter space, see the text for more details. Green line is a lower limit signaling where the mediator scatters at least once in the WD.</p></caption><graphic xlink:href="e063002_4.eps"/></fig><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f5">5</xref>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula> (boundary of the excluded region for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>) is shown as a function of the ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> for different values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. In these cases, when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, there is effective contribution from energy attenuation and decay effects. We fixed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (solid lines), <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>38</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (short-dashed lines), <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>34</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (dash-dotted lines) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>38</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> (long-dashed lines). We can see that the smaller the ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is, the smaller the lifetime limit is, since the photons would yield luminosities compatible with experimental bounds, thus being a weak constraint. In the case of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>1.1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>39</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (solid line), there is a further effect not present in the other cases considered due to the reduction of the WD capture rate of DM as the saturation factor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. It can be seen that the effect of reducing <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> fixing <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is quenching <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Although all decay probabilities are naturally allowed in our setting, let us remind that results shown in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f3 f4 f5">3–5</xref> dealing with the internal luminosity will effectively be sensitive to decays only inside the stellar radius, by construction, while those in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref> consider decays both inside and outside the stellar volume.</p><fig id="f5"><object-id>5</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.98.063002.f5</object-id><label>FIG. 5.</label><caption><p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula> (boundary of excluded <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>rest</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> region) as a function of the ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> for different values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>,<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. See text for details.</p></caption><graphic xlink:href="e063002_5.eps"/></fig></sec><sec id="s4"><label>IV.</label><title>CONCLUSIONS</title><p>We have studied the gamma ray emission in WDs from annihilation of DM in their interior through metastable mediators. We have considered the combined effect of energy attenuation and finite decaying lifetime. Using an approximation where the energy loss can be described in a continuous way through mediator scattering with nuclei inside the stellar volume we have derived the internal luminosities and fluxes. We have compared these luminosities to those from cold WDs in M4 GC. We find that in the case where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≲</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>40</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> the attenuation is negligible and the only effect comes determined from the lifetime. However, for larger cross sections, up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>29</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cm</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, there are nontrivial effects that further constrain the lifetime bounds with a monotonic increase in the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> ratio. The effect of the expected seclusion of DM from nucleons can be seen by imposing the nondegeneracy of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> values. We find that the smaller the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the less restrictive effect on the allowed Y-lifetimes. Note that the annihilation rate of DM or, in other words, the value of the thermally averaged annihilation cross section could somewhat modify our results concerning obtained luminosities and flux (and lifetimes) as an increase factor would yield larger values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mtext>limit</mml:mtext></mml:msub></mml:math></inline-formula>. As for energy flux, we find the more attenuation there is, the sharper the photoproduction results. Let us keep in mind that the considerations in the discussion about the restrictions on the decaying mediator lifetimes in cold WDs must also include, apart from other astrophysical scenarios, current efforts from colliders. As a new strategy to follow, they have shifted towards an alternative simplified model paradigm that includes these additional mediators and the search for a displaced secondary vertex, characterised by the mass of the particle and its lifetime, see <xref ref-type="bibr" rid="c60">[60]</xref>. This has led to an extensive effort amongst both theorists and experimentalists at the LHC to establish a systematic program to characterize DM searches using simplified models. A multidirectional and complementary approach from different search contexts will most surely provide valuable information on this type of model.</p></sec></body><back><ack><title>ACKNOWLEDGMENTS</title><p>We thank R. Lineros, M. Ardid, M. A. Sánchez-Conde, and J. Silk for useful discussions. This work has been supported by Junta de Castilla y León SA083P17, FIS2015-65140-P projects and by PHAROS CA COST Action CA16214. We also thank the Spanish Red Consolider MultiDark FPA2017 90566 REDC for support. M. C. is supported by a fellowship from the University of Salamanca.</p></ack><ref-list><ref id="c1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>1</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Silk</string-name>, <string-name>K. A. Olive</string-name>, and <string-name>M. Srednicki</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>55</volume>, <page-range>257</page-range> (<year>1985</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.55.257</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>2</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. N. Spergel</string-name> and <string-name>W. H. Press</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>294</volume>, <page-range>663</page-range> (<year>1985</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>1538-4357</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1086/163336</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>3</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Ritz</string-name> and <string-name>D. Seckel</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B304</volume>, <page-range>877</page-range> (<year>1988</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(88)90660-8</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>4</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Kouvaris</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>77</volume>, <page-range>023006</page-range> (<year>2008</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.77.023006</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>5</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Gould</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>321</volume>, <page-range>571</page-range> (<year>1987</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>1538-4357</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1086/165653</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>6</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. McCullough</string-name> and <string-name>M. Fairbairn</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>81</volume>, <page-range>083520</page-range> (<year>2010</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.81.083520</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>7</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. A. Pérez-García</string-name>, <string-name>F. Daigne</string-name>, and <string-name>J. Silk</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>768</volume>, <page-range>145</page-range> (<year>2013</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>1538-4357</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/0004-637X/768/2/145</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>8</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Cermeño</string-name>, <string-name>M. A. Perez-Garcia</string-name>, and <string-name>J. Silk</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>94</volume>, <page-range>023509</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.94.023509</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>9</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Cermeño</string-name>, <string-name>M. A. Perez-Garcia</string-name>, and <string-name>J. Silk</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>94</volume>, <page-range>023509</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.94.023509</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>10</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Cermeño</string-name>, <string-name>M. A. Perez-Garcia</string-name>, and <string-name>R. A. Lineros</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>863</volume>, <page-range>157</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>1538-4357</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.3847/1538-4357/aad1ec</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>11</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Cermeño</string-name>, <string-name>M. A. Perez-Garcia</string-name>, and <string-name>J. Silk</string-name></person-group>, <source>Pub. Astron. Soc. Aust.</source> <volume>34</volume>, <page-range>e043</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PASAFO</pub-id><issn>1323-3580</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1017/pasa.2017.38</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>12</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. Bertone</string-name> and <string-name>D. Hooper</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1605.04909v2</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>13</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. J. Sumner</string-name></person-group>, <source>Living Rev. Relativity</source> <issue>5</issue> (<volume>2002</volume>) <page-range>4</page-range>.<issn>1433-8351</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.12942/lrr-2002-4</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c14"><label>[14]</label><mixed-citation id="c14a" publication-type="journal"><object-id>14a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Pospelov</string-name>, <string-name>A. Ritz</string-name>, and <string-name>M. Voloshin</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>662</volume>, <page-range>53</page-range> (<year>2008</year>); <pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2008.02.052</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c14b" publication-type="journal" specific-use="authorjournal"><object-id>14b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Pospelov</string-name> and <string-name>A. Ritz</string-name></person-group><source>Phys. Lett. B</source><volume>671</volume>, <page-range>391</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2008.12.012</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>15</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>Y. Hochberg</string-name>, <string-name>E. Kuflik</string-name>, <string-name>T. Volansky</string-name>, and <string-name>J. G. Wacker</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>113</volume>, <page-range>171301</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.113.171301</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>16</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. Z. Rothstein</string-name>, <string-name>T. Schwetz</string-name>, and <string-name>J. Zupan</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>07</issue> (<volume>2009</volume>) <page-range>018</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2009/07/018</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>17</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Lucente</string-name>, <string-name>C. Arina</string-name>, <string-name>M. Backovic</string-name>, and <string-name>J. Heisig</string-name></person-group>, <source>Proc. Sci.</source> <issue>EPS-HEP2017</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>628</page-range>.<issn>1824-8039</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.22323/1.314.0628</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>18</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. F. Bell</string-name>, <string-name>Y. Cai</string-name>, <string-name>J. B. Dent</string-name>, <string-name>R. K. Leane</string-name>, and <string-name>T. J. Weiler</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>96</volume>, <page-range>023011</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.96.023011</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>19</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Plehn</string-name>, <string-name>J. M. Thompson</string-name>, and <string-name>S. Westhoff</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>98</volume>, <page-range>015012</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.98.015012</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>20</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Profumo</string-name>, <string-name>F. S. Queiroz</string-name>, <string-name>J. Silk</string-name>, and <string-name>C. Siqueira</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2018</volume>) <page-range>010</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2018/03/010</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>21</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Escudero</string-name>, <string-name>S. J. Witte</string-name>, and <string-name>D. Hooper</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>11</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>042</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2017/11/042</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>22</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>X. Chu</string-name>, <string-name>S. Kulkarni</string-name>, and <string-name>P. Salati</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>11</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>023</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2017/11/023</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>23</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Ardid</string-name>, <string-name>I. Felis</string-name>, <string-name>A. Herrero</string-name>, and <string-name>J. A. Martinez-Mora</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>010</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2017/04/010</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>24</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. F. Bell</string-name> and <string-name>K. Petraki</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2011</volume>) <page-range>003</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2011/04/003</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>25</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. Jaegle</string-name> <etal/> (<collab>Belle Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>114</volume>, <page-range>211801</page-range> (<year>2015</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.114.211801</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>26</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Cirelli</string-name></person-group>, <source>Proc. Sci.</source> <issue>CORFU2015</issue> (<volume>2015</volume>) <page-range>026</page-range>.<issn>1824-8039</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.22323/1.263.0026</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>27</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Adrian-Martinez</string-name> <etal/></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>05</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>016</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2016/05/016</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>28</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. M. Gaskins</string-name></person-group>, <source>Contemp. Phys.</source> <volume>57</volume>, <page-range>496</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CTPHAF</pub-id><issn>0010-7514</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1080/00107514.2016.1175160</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>29</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Arkani-Hamed</string-name>, <string-name>D. P. Finkbeiner</string-name>, <string-name>T. R. Slatyer</string-name>, and <string-name>N. Weiner</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>79</volume>, <page-range>015014</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.79.015014</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c30"><label>[30]</label><mixed-citation id="c30a" publication-type="journal"><object-id>30a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. Agashe</string-name>, <string-name>Y. Cui</string-name>, <string-name>L. Necib</string-name>, and <string-name>J. Thaler</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>10</issue> (<volume>2014</volume>) <page-range>062</page-range>; <pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2014/10/062</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c30b" publication-type="journal"><object-id>30b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Pappadopulo</string-name>, <string-name>J. T. Ruderman</string-name>, and <string-name>G. Trevisan</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>94</volume>, <page-range>035005</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.94.035005</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>31</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. M. Cline</string-name> and <string-name>A. R. Frey</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>706</volume>, <page-range>384</page-range> (<year>2012</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2011.11.046</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>32</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. J. Kavanagh</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>97</volume>, <page-range>123013</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.97.123013</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>33</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Essig</string-name>, <string-name>T. Volansky</string-name>, and <string-name>T. T. Yu</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>96</volume>, <page-range>043017</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.96.043017</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>34</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Hooper</string-name> and <string-name>S. D. McDermott</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>97</volume>, <page-range>115006</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.97.115006</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>35</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. I. Collar</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>98</volume>, <page-range>023005</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.98.023005</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>36</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Kim</string-name>, <string-name>J.-C. Park</string-name>, and <string-name>S. Shin</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2018</volume>) <page-range>093</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP04(2018)093</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>37</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Herms</string-name>, <string-name>A. Ibarra</string-name>, and <string-name>T. Toma</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1802.02973</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c38"><label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>38</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. D. Starkman</string-name>, <string-name>A. Gould</string-name>, <string-name>R. Esmailzadeh</string-name>, and <string-name>S. Dimopoulos</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>41</volume>, <page-range>3594</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.41.3594</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c39"><label>[39]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>39</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Kouvaris</string-name> and <string-name>I. M. Shoemaker</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>90</volume>, <page-range>095011</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.90.095011</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c40"><label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>40</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Chen</string-name>, <string-name>J. M. Cline</string-name>, and <string-name>A. R. Frey</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>80</volume>, <page-range>083516</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.80.083516</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c41"><label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>41</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Garani</string-name> and <string-name>S. Palomares-Ruiz</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>05</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>007</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2017/05/007</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c42"><label>[42]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>42</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. R. Zentner</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>80</volume>, <page-range>063501</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.80.063501</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c43"><label>[43]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>43</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Kouvaris</string-name> and <string-name>P. Tinyakov</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>82</volume>, <page-range>063531</page-range> (<year>2010</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.82.063531</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c44"><label>[44]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>44</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>L. M. Krauss</string-name>, <string-name>M. Srednicki</string-name>, and <string-name>F. Wilczek</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>33</volume>, <page-range>2079</page-range> (<year>1986</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.33.2079</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c45"><label>[45]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>45</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. Griest</string-name> and <string-name>D. Seckel</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B283</volume>, <page-range>681</page-range> (<year>1987</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(87)90293-8</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c46"><label>[46]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>46</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Bramante</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>115</volume>, <page-range>141301</page-range> (<year>2015</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.115.141301</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c47"><label>[47]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>47</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Kouvaris</string-name> and <string-name>P. Tinyakov</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>83</volume>, <page-range>083512</page-range> (<year>2011</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.83.083512</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c48"><label>[48]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>48</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. Panotopoulos</string-name> and <string-name>I. Lopes</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>96</volume>, <page-range>063003</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.96.063003</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c49"><label>[49]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>49</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. J. Hurst</string-name>, <string-name>A. R. Zentner</string-name>, <string-name>A. Natarajan</string-name>, and <string-name>C. Badenes</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>91</volume>, <page-range>103514</page-range> (<year>2015</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.91.103514</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c50"><label>[50]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>50</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. Amaro-Seoane</string-name>, <string-name>J. Casanellas</string-name>, <string-name>R. Schödel</string-name>, <string-name>E. Davidson</string-name>, and <string-name>J. Cuadra</string-name></person-group>, <source>Mon. Not. R. Astron. Soc.</source> <volume>459</volume>, <page-range>695</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MNRAA4</pub-id><issn>0035-8711</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1093/mnras/stw433</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c51"><label>[51]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>51</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Cembranos</string-name>, <string-name>J. L. Diaz-Cruz</string-name>, and <string-name>L. Prado</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>84</volume>, <page-range>083522</page-range> (<year>2011</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.84.083522</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c52"><label>[52]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>52</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. K. Liu</string-name></person-group>, <source>Mon. Not. R. Astron. Soc.</source> <volume>281</volume>, <page-range>1197</page-range> (<year>1996</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MNRAA4</pub-id><issn>0035-8711</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1093/mnras/281.4.1197</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c53"><label>[53]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>53</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. Baratella</string-name>, <string-name>M. Cirelli</string-name>, <string-name>A. Hektor</string-name>, <string-name>J. Pata</string-name>, <string-name>M. Piibeleht</string-name>, and <string-name>A. Strumia</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2014</volume>) <page-range>053</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2014/03/053</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c54"><label>[54]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>54</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. K. Leane</string-name>, <string-name>K. C.  Y. Ng</string-name>, and <string-name>J. F. Beacom</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>95</volume>, <page-range>123016</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.95.123016</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c55"><label>[55]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>55</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Ibarra</string-name>, <string-name>S. López</string-name>, and <string-name>M. Pato</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>07</issue> (<volume>2012</volume>) <page-range>043</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2012/07/043</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c56"><label>[56]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>56</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Ibarra</string-name>, <string-name>H. M. Lee</string-name>, <string-name>S. L. Gehler</string-name>, <string-name>W.-I. Park</string-name>, and <string-name>M. Pato</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>05</issue> (<volume>2013</volume>) <page-range>016</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2013/05/016</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c57"><label>[57]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>57</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. Ingelman</string-name> and <string-name>M. Thunman</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:hep-ph/9604286v1</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c58"><label>[58]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>58</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>L. R. Bedin</string-name>, <string-name>M. Salaris</string-name>, <string-name>G. Piotto</string-name>, <string-name>J. Anderson</string-name>, <string-name>I. R. King</string-name>, and <string-name>S. Cassisi</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>697</volume>, <page-range>965</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>1538-4357</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/0004-637X/697/2/965</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c59"><label>[59]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>59</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. M. S. Hansel</string-name>, <string-name>J. Brewer</string-name>, <string-name>G. G. Fahlman</string-name>, <string-name>B. K. Gibson</string-name>, <string-name>R. Ibata</string-name>, <string-name>M. Limongi</string-name>, <string-name>R. Michael Rich</string-name>, <string-name>H. B. Richer</string-name>, <string-name>M. M. Shara</string-name>, and <string-name>P. B. Stetson</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>574</volume>, <page-range>L155</page-range> (<year>2002</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>1538-4357</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1086/342528</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c60"><label>[60]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>60</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>O. Buchmueller</string-name>, <string-name>A. De Roeck</string-name>, <string-name>K. Hahn</string-name>, <string-name>M. McCullough</string-name>, <string-name>P. Schwaller</string-name>, <string-name>K. Sung</string-name>, and <string-name>T.-T. Yu</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>09</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>076</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP09(2017)076</pub-id></mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
