“冷却流”星系团中暗物质与重子间的碰撞相互作用限制

假设暗物质与重子物质在星系团中存在交换动能的弱碰撞相互作用，我们利用现有的 X 射线观测数据，重新检验了这一过程在几个“冷却流”星系团中的有效性，并推导出重暗物质粒子 (DMP) 与质子截面 $\sigma_{\rm xp}$ 的上限。采用依赖于相对碰撞速度 $V$ 的幂律形式 $\sigma_{\rm xp}=\sigma_0(V/10^3 {\rm km s^{-1}})^a$（其中 $a\leq 0$），我们推导出的上限为 $\sigma_0/m_{\rm x}\lsim 2\times10^{-25} {\rm cm}^2 {\rm GeV}^{-1}$，其中 $m_{\rm x}$ 为 DMP 质量。基于对热能平衡方程的简单稳定性分析，我们认为 DMP-重子碰撞相互作用机制不太可能成为“冷却流”星系团内部核心区域中 intracluster medium (ICM) 的稳定非引力加热源。