暗物质自相互作用的天体物理检验
宇宙学与河外天体物理
2025-12-17 v2 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
自相互作用暗物质(SIDM)在标准模型之外具有轻媒介子或强动力学的暗扇区物理场景中普遍出现。自相互作用允许能量和动量在暗物质晕中传输,相对于无碰撞暗物质所产生的结构及其动力学发生改变。SIDM 模型提供了一种有前景的方式来解释星系旋转曲线的多样性,并且它们构成了一个用于解释与暗物质相关天体物理现象的预测性强且通用的框架。本综述全面阐释了从星系卫星(暗与发光)到星系团及大尺度结构中暗物质自相互作用的物理效应。第二部分描述了用于约束 SIDM 模型的方法,包括当前的约束,旨在推进借助即将到来的星系巡天的检验。该部分还详细回顾了未解决的小尺度结构形成问题以及检验简单 SIDM 模型的具体途径。综述最后讨论了自相互作用的理论动机、与重子及引力效应的简并、对单组分弹性相互作用 SIDM 框架的扩展,以及未来的观测与理论前景。
引用
@article{arxiv.2207.10638,
title = {Astrophysical Tests of Dark Matter Self-Interactions},
author = {Susmita Adhikari and Arka Banerjee and Kimberly K. Boddy and Francis-Yan Cyr-Racine and Harry Desmond and Cora Dvorkin and Bhuvnesh Jain and Felix Kahlhoefer and Manoj Kaplinghat and Anna Nierenberg and Annika H. G. Peter and Andrew Robertson and Jeremy Sakstein and Jesús Zavala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.10638},
year = {2025}
}
备注
78 pages, 20 figures; published in Reviews of Modern Physics