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各向异性强引力透镜作为暗物质自相互作用的探测手段

宇宙学与河外天体物理 2023-11-06 v3 星系天体物理

摘要

星系尺度强透镜系统已被证明提供了一种在亚星系尺度探索暗物质基础物理的独特技术。过去,大量注意力集中于探测和研究强透镜系统中的单个晕。除子晕外,视线方向上的晕对透镜图像中的小扰动也有显著贡献。在先前工作中,我们证明这些视线晕留下了独特的各向异性特征,从而在与效收敛场两点关联函数中产生可探测的非零宇称偶四极矩。在本研究中,我们表明这些视线晕还在与效偏转场中产生非零旋度分量,其两点函数具有宇称奇四极矩。这些多极矩能够从统计上分离视线晕与暗物质子结构。本文中,我们考察在温暗物质和自相互作用暗物质下,这些多极矩如何随中心密度演化和暗物质晕丰度演化。重要的是,我们表明这些不同多极矩对暗物质自相互作用截面的振幅和速度依赖性都表现出极高灵敏度。我们的方法为强透镜观测在宽广相对速度范围内探测暗物质自相互作用打开了大门。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.10109,
  title  = {Anisotropic strong lensing as a probe of dark matter self-interactions},
  author = {Birendra Dhanasingham and Francis-Yan Cyr-Racine and Charlie Mace and Annika H. G. Peter and Andrew Benson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.10109},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 9 figures + appendices. Matches the published version in MNRAS