来自暗物质涡旋的宇宙网状细丝自转
宇宙学与河外天体物理
2022-07-21 v1 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
最近关于兆秒差距尺度上宇宙网状细丝自转的观测证据（Wang 等，Nature Astronomy 5, 839-845 (2021)）需要在暗物质物理学中给出解释。传统无碰撞冷粒子暗物质被推测通过潮汐扭矩产生宇宙网状细丝自转，但这种解释需要从准线性区外推到非线性区。同时，在超轻（例如轴子）暗物质背景下不存在替代解释，而且这些模型天真地预测宇宙网状细丝的自转为零。在这封信中，我们研究了超轻暗物质理论中的宇宙网状细丝自转，例如超轻轴子，以及玻色子和费米子凝聚体，例如超流体和超导体。这些模型因可能存在暗物质涡旋而与传统粒子暗物质模型区分开来。我们采取模型无关的方法，并证明暗涡旋的集合可以解释 Wang 等人报告的数据。用一个简单的双参数解析模型对涡旋集合进行建模，对应于速度场的平均，我们发现与数据非常吻合。我们进行了马尔可夫链蒙特卡洛分析，并发现了对涡旋数量、暗物质质量以及分布涡旋的内核区域半径的限制，以使超轻暗物质能够解释自转的宇宙网状细丝。
引用
@article{arxiv.2111.03061,
title = {Cosmic Filament Spin from Dark Matter Vortices},
author = {Stephon Alexander and Christian Capanelli and Elisa G. M. Ferreira and Evan McDonough},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03061},
year = {2022}
}