中文

CDM 与 SIDM 模型中的星系团晕形状:利用弱透镜方法揭示暗物质粒子本质

宇宙学与河外天体物理 2024-01-09 v2

摘要

自相互作用暗物质(SIDM)是无碰撞冷暗物质标准模型(CDM)的一种替代方案,其通过引入自散射截面允许暗物质粒子间发生相互作用。然而,这两种情形间的可观测效应难以探测。本工作中,我们详细分析了一种星系-星系透镜方法的应用,以高精度测量星系团晕形状,并阐述该方法如何用于获取关于暗物质粒子本质的信息。利用两组模拟数据(SIDM 与 CDM 模拟),我们计算了以若干质量 1013.5M\gtrsim 10^{13.5} M_\odot 的晕子集为中心的堆叠切变图。由这些图,我们获得与粒子分布平均投影伸长相关的四极矩轮廓,并由此导出形状参数。考虑径向形状变化后,该技术在增强模拟数据集间的观测差异方面提供了帮助。特别地,我们在 SIDM 模拟中识别出的晕获得了形状-径向关系的幂律更高斜率,其在中心处更圆。同时,在接近平均维里半径时,投影半轴比收敛至与 CDM 模拟中相似的值。此外,我们考量了邻近质量的影响,在 SIDM 模拟中晕呈现出更强伸长的分布,表明在暗物质自相互作用下,大尺度结构印记了更具一致性的吸积过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.13461,
  title  = {Cluster halo shapes in CDM and SIDM models: Unveiling the DM particle nature using a weak lensing approach},
  author = {Elizabeth Johana Gonzalez and Agustín Rodriguez-Medrano and Luis Alberto Pereyra and Diego García Lambas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.13461},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 13 figures, accepted in MNRAS