CASCO：基于宇宙模拟与观测的宇宙学与天体物理参数 IV. 使用 DREAMS 模拟与观测测试温暖暗物质宇宙学
星系天体物理
2026-02-25 v1
摘要
标准 Lambda 冷暗物质范式下的小尺度偏差已激发对替代暗物质（DM）模型的探索，如温暖暗物质（WDM）。我们通过联合 hydrodynamic 模拟与观测数据，探讨了星系比例关系对 cosmological、astrophysical 及 WDM 参数的约束能力。该研究基于 DREAMS 项目，结合大规模均匀盒子模拟与高分辨率 Milky Way 放大仿真，构建 WDM 框架。为确保不同模拟集合之间的一致性，我们应用校准以消除分辨率效应，充分利用两套仿真的互补优势。我们将模拟得到的关系（包括恒星尺寸、盘内半质量半径内的暗物质质量与比例，以及总质量-恒星质量比）与两类观测样本进行比较：SPARC 近距离星系目录与 LVDB 局域体矮星系目录。采用 bootstrap 拟合方法，我们展示关键宇宙学参数（、）及超新星反馈强度可获得较好精度，尤其从均匀盒子模拟中实现。虽然 WDM 粒子质量尚未受到约束，但放大仿真揭示了在低恒星质量处，暗物质质量与总质量-恒星质量比均存在微妙的 WDM 诱导趋势。我们还发现，星系恒星质量函数在 log10(M_*/Msun) <~ 8 时对 WDM 粒子质量存在可测量的依赖，这一现象可与反馈效应区分开来，表明其作为有力的补充探针。我们的结果凸显了将多分辨率模拟与多样化观测数据相结合，以联合约束束系过程与暗物质性质的重要性。
引用
@article{arxiv.2601.07543,
title = {CASCO: Cosmological and AStrophysical parameters from Cosmological simulations and Observations IV. Testing warm dark matter cosmologies with galaxy scaling relations: A joint simulation-observation study using DREAMS simulations},
author = {M. Silvestrini and C. Tortora and V. Busillo and Alyson M. Brooks and A. Farahi and A. M. Garcia and N. Kallivayalil and N. R. Napolitano and J. C. Rose and P. Torrey and F. Villaescusa-Navarro and M. Vogelsberger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.07543},
year = {2026}
}