灾难性暗物质俘获
星系天体物理
2023-03-29 v4 宇宙学与河外天体物理
摘要
在本文中，我们描述了一个可能与重子物质（BM）和暗物质（DM）向预先存在的过密度坍落而形成星系相关的新想法。与 BM 不同，DM 粒子可以穿过静态过密度而不被俘获。我们提出了一个简单的 DM 俘获模型：若在其穿过过程中过密度质量增加，则慢速 DM 粒子被其俘获，进一步增加其质量，而较快粒子减速，将其部分能量转移给星系。我们估算了粒子不经俘获穿过星系中心所需的最小初速度，并推导了描述星系质量增加率的非线性方程。利用灾变理论的思想所进行的分析表明，若重子物质质量的增加超过某一阈值，则可能导致暗物质的非常强烈的俘获。我们推测该过程可能与物质吸积或星系并合有关。此外，为使所研究过程发生，星系际 DM 密度必须超过某阈值。此时 DM 质量的增加率可远高于重子物质。当 DM 密度降至阈值以下（例如由于宇宙膨胀）后，俘获急剧减少。
引用
@article{arxiv.2208.08843,
title = {Catastrophic Dark Matter Capture},
author = {Ruth Durrer and Serge Parnovsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08843},
year = {2023}
}
备注
23 pages 2 figures, version accepted for publication in PRD