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基于 Gaia DR3 与未来星表的天体测量弱引力透镜:暗物质子结构的搜寻

宇宙学与河外天体物理 2024-05-17 v2 星系天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

质量小于十亿太阳质量的小尺度暗物质结构是原初密度涨落与暗物质微观物理的重要探针。由于缺乏恒星光的发射,它们唯一可靠的信号本质上是引力性的。我们报道了利用 Gaia DR3 数据在银河系中搜寻致密暗物质子晕天体测量弱引力透镜的结果。通过使用匹配滤波分析来寻找麦哲伦云中背景恒星自行上的时域透镜相关印记,我们排除了质量 MlM_{l} 介于 107M10^{7} \, M_{\odot}109M10^{9} \, M_{\odot} 之间、尺度为一秒差距或更小的晕中数量为级的子结构比例。我们预测,基于 Gaia DR4 数据在全天空的自行加速度的类似方法,可能对 10MMl3×103M10 \, M_{\odot} \lesssim M_{l} \lesssim 3 \times 10^{3} \, M_{\odot} 这一低得多的质量范围内 fl103f_{l} \gtrsim 10^{-3} 的子结构比例敏感。我们进一步提出了一种在大冲击参数 regime 下堆叠星-星透镜事件的类似技术。我们的首次实现尚不够灵敏,但可作为有用的诊断与校准工具;未来的数据释放应能使利用该堆叠方法测量平均恒星质量成为可能。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.12330,
  title  = {Astrometric Weak Lensing with Gaia DR3 and Future Catalogs: Searches for Dark Matter Substructure},
  author = {Cristina Mondino and Andreas Tsantilas and Anna-Maria Taki and Ken Van Tilburg and Neal Weiner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.12330},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 8 figures; v2: published version, references and minor comments added