利用茂纳凯亚光谱探测仪对暗物质的天体物理检验
宇宙学与河外天体物理
2019-04-11 v2 星系天体物理
天体物理仪器与方法
高能物理 - 唯象学
摘要
我们讨论茂纳凯亚光谱探测仪（MSE）——一台高复用度（约 4300 根光纤）、宽视场（1.5 平方度）、大口径（11.25 m）设备——所进行的天体物理观测如何探测暗物质的粒子本质。MSE 将开展一系列巡天，为确定各质量尺度下暗物质晕的质量函数、相空间分布与内部密度轮廓提供关键输入。冷、温、模糊及自相互作用暗物质的 N 体及流体动力学模拟表明，暗 sector 中的非平凡动力学可能在结构形成中留下印记。在这些框架内分析，MSE 产生的海量且前所未有的数据集将被用于搜寻偏离冷而无碰撞暗物质模型的证据。MSE 将给出局地暗物质密度的改进估计，这对直接探测实验至关重要，并将通过自湮灭或衰变到标准模型粒子改进间接搜寻的 J 因子估计。MSE 将确定低质量子结构对银河系恒星流在速度空间中的动力学影响，并将利用多出一个量级以上示踪体来估计银河系矮星系暗物质晕的密度轮廓。在低红移宇宙，MSE 将提供关键红移以锁定大量卫星系统的光度函数，且 MSE 将成为未来强透镜测量约束晕质量函数的重要组成部分。相较于其他设备，MSE 在几乎所有质量尺度上带来的改进均使相关分析受系统误差而非统计误差限制。
引用
@article{arxiv.1903.03155,
title = {Astrophysical Tests of Dark Matter with Maunakea Spectroscopic Explorer},
author = {Ting S. Li and Manoj Kaplinghat and Keith Bechtol and Adam S. Bolton and Jo Bovy and Timothy Carleton and Chihway Chang and Alex Drlica-Wagner and Denis Erkal and Marla Geha and Johnny P. Greco and Carl J. Grillmair and Stacy Y. Kim and Chervin F. P. Laporte and Geraint F. Lewis and Martin Makler and Yao-Yuan Mao and Jennifer L. Marshall and Alan W. McConnachie and Lina Necib and A. M. Nierenberg and Brian Nord and Andrew B. Pace and Marcel S. Pawlowski and Annika H. G. Peter and Robyn E. Sanderson and Guillaume F. Thomas and Erik Tollerud and Simona Vegetti and Matthew G. Walker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.03155},
year = {2019}
}
备注
44 pages, 19 figures. To appear as a chapter for "The Detailed Science Case for the Maunakea Spectroscopic Explorer, 2019"