打破紫外光度函数简并性：来自再电离拓扑的自相互作用暗物质约束
宇宙学与河外天体物理
2026-04-22 v1
摘要
自相互作用暗物质（SIDM）是解决小尺度冷暗物质（CDM）危机的领先框架，但高红移 SIDM 约束从根本上受到暗物质微观物理与星系形成天体物理学之间简并性的限制。我们证明，仅凭 UV 光度函数无法约束 SIDM：SIDM 晕核形成导致的恒星形成抑制完全可以被标准天体物理参数的适度调整所吸收。我们表明，21 cm 再电离拓扑完全打破了这种简并性，提供了一种对干扰免疫的探针：SIDM 增强的电离光子逃逸占空比留下了完全独立于恒星形成效率的形态学特征。结合 JWST UVLF 测量与 SKA1-Low 预测，对于具有 -- 的恒定截面 SIDM，在所有物理上合理的恒星形成耦合强度下，要么被排除，要么可被探测到。我们的结果确立了一条在早期宇宙中探测暗物质微观物理的稳健新途径。
引用
@article{arxiv.2604.19726,
title = {Breaking the UV Luminosity Function Degeneracy:Self-Interacting Dark Matter Constraints from Reionization Topology},
author = {Zihan Wang and Huanyuan Shan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.19726},
year = {2026}
}