来自带电暗物质的 21 厘米涨落
宇宙学与河外天体物理
2018-09-25 v2 天体物理仪器与方法
高能物理 - 唯象学
摘要
首批恒星形成时期,即宇宙黎明,已成为搜寻暗物质的新舞台。特别是,首次宣称的 21 厘米探测显示出比预期更深的全局吸收特征,这可能由较低的重子温度引起,并被解释为重子与暗物质之间电磁相互作用的迹象。该假说有一个显著预言:由重子依赖于速度的冷却所产生的大温度各向异性。然而,为了与其余宇宙学观测保持一致,只允许部分暗物质带电并因而具有相互作用。在此,我们首次计算了由暗物质的带电子成分引起的 21 厘米涨落,包括了所有流体在复合前与复合后的演化。我们发现,对于能够解释反常 21 厘米吸收信号的相同参数,任何百分量级分数的带电暗物质都将产生具有独特声学谱、且振幅高于任何其他已知效应的新型 21 厘米涨落。这些涨落与通常的绝热各向异性不相关,并且可被 LOFAR 和 HERA 等干涉仪以高显著度观测到,从而为宇宙黎明时的暗物质提供了一种新颖的探测手段。
引用
@article{arxiv.1804.01092,
title = {21-cm Fluctuations from Charged Dark Matter},
author = {Julian B. Muñoz and Cora Dvorkin and Abraham Loeb},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.01092},
year = {2018}
}
备注
6 pages, 4 figures. Updated to match PRL accepted version