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模糊暗物质晕中亚星系物质功率谱的解析模型

宇宙学与河外天体物理 2022-02-02 v2

摘要

模糊暗物质(FDM)是一种与引力场耦合且无自相互作用的标量粒子,其质量范围为 m10241020 eVm \sim 10^{-24} - 10^{-20}\ \rm{eV},是冷暗物质最有希望的替代候选者之一。量子干涉图样是 FDM 的独特结构,可以在宇宙学 FDM 模拟的晕中观察到。在本文中,我们首先提供了一个源于 FDM 晕中量子团块的亚星系物质功率谱的解析模型,其中 FDM 的密度分布由量子团块叠加表示,这些团块的大小对应于 FDM 的 de Broglie 波长。假设这些团块随机分布,使得系综平均密度遵循晕轮廓,例如 Navarro-Frenk-White 轮廓。然后,我们将沿视线投影在 Einstein 半径周围的收敛功率谱(由亚星系物质功率谱转换而来)与在强透镜系统 SDSS J0252+0039 中测量到的结果进行比较。虽然我们发现当前的观测对 FDM 质量没有提供有用的约束,但我们表明未来对强透镜系统的深度、高空间分辨率观测可以严格约束质量在 1022 eV10^{-22}\ \rm{eV} 左右的 FDM。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.04704,
  title  = {An analytic model for the sub-galactic matter power spectrum in fuzzy dark matter halos},
  author = {Hiroki Kawai and Masamune Oguri and Alfred Amruth and Tom Broadhurst and Jeremy Lim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.04704},
  year   = {2022}
}

备注

10 pages, 5 figures, accepted for publication in ApJ