惰性中微子暗物质候选者的成团性质

我们在最小标准模型的扩展框架内研究了惰性中微子的成团性质，其中惰性中微子是通过规范单态标量粒子的衰变产生的。退耦后的分布函数严重偏离平衡态。来自矮球状星系 (dSphs) 的暗物质 (DM) 丰度和相空间密度约束限制了质量在 $\mathrm{keV}$ 范围内，这与质量为 $\sim 100,\mathrm{GeV}$ 且在此温度下退耦的规范单态及其真空期望值一致。暗物质传递函数和功率谱是通过求解物质主导时期的非相对论性 Boltzmann-Vlasov 方程获得的。分布函数在小动量处的增强导致了引力成团的长程记忆效应，并且与热遗迹或通过非共振混合产生的惰性中微子相比，小尺度上的功率谱得到了\emph{显著增强}。对于质量 $m\sim \mathrm{keV}$ 的此类惰性中微子，功率谱的抑制尺度为 $\lambda \sim 488 ,\mathrm{kpc}$。在大尺度上，$T(k)\sim 1-C, k^2/k^2_{fs}(t_{eq}) +...$，其中 $C \sim \mathrm{O}(1)$。在小尺度 $65 \mathrm{kpc} \lesssim \lambda \lesssim 500 \mathrm{kpc}$ 上，流体描述的修正和引力成团的记忆效应变得重要，我们发现 $T(k) \simeq 1.902 e^{-k/k_{fs}(t_{eq})}$，其中 $k_{fs}(t_{eq}) \sim 0.013/\mathrm{kpc}$ 是物质 - 辐射相等时的自由流动波矢量。小尺度上功率的增强可能为缓解 X 射线和 Lyman-$\alpha$ 森林数据约束之间的张力提供一种可能的途径。