利用微型暗晕引起的21厘米线涨落约束温暗物质

质量为 $m_{\mathrm{WDM}} = O(1)$ keV 的温暗物质（WDM）长期以来被讨论作为解决小尺度上观测到的宇宙结构与标准冷暗物质（CDM）模型预测之间差异的一种有前景的方案。尽管包括莱曼-阿尔法森林在内的若干宇宙学观测已开始约束 $m_{\mathrm{WDM}}$ 的范围，但温暗物质作为这些所谓小尺度问题的解决方案尚未被完全排除。本文研究了温暗物质模型中来自微型暗晕的21厘米线涨落，并为未来的宇宙学21厘米巡天（如SKA和FFTT）评估了对 $m_{\mathrm{WDM}}$ 的约束。我们表明，由于质量 $m_{\mathrm{WDM}}>10$ keV 的温暗物质通过自由流动抑制了小尺度上的物质功率谱，从而降低了微型暗晕的丰度，这类温暗物质能显著影响由此产生的来自微型暗晕的21厘米线涨落。我们发现，如果来自微型暗晕的21厘米信号能在 $z>5$ 以上被观测到，SKA和FFTT可以分别给出 $m_{\mathrm{WDM}}>24$ keV 和 $31$ keV 的下限，这比当前的约束更为严格。这些未来的21厘米巡天或许能够排除温暗物质模型作为小尺度问题的一种解决方案。