宇宙粒子对撞机：各向异性散射自相互作用暗物质的模拟

我们研究了具有各向异性散射的自相互作用暗物质（SIDM）如何影响孤立暗物质晕以及两个碰撞晕系统的演化。对于孤立晕，我们发现，只要将各向同性截面与底层的各向异性模型进行适当匹配，通过将散射视为各向同性，就能充分捕捉其演化过程。我们发现，这种匹配不应像先前那样使用动量转移截面来进行。匹配应改为通过一个修正的动量转移截面来执行，该截面考虑了暗物质粒子在散射后可以被重新标记而不改变动力学这一事实。然而，使用经过匹配以在孤立晕中给出相同行为的截面，我们发现，当晕发生碰撞时，将暗物质散射视为各向同性会低估各向异性暗物质散射的效应。特别是，当我们模拟底层的粒子模型时，由SIDM在碰撞星系团中引起的暗物质-星系偏移，比使用匹配的各向同性模型时更大。另一方面，具有良好动机的、带有各向异性散射的粒子模型，其截面通常具有很强的速度依赖性，并且我们发现了一个先前未被认识到的效应，该效应会抑制碰撞星系团中的暗物质-星系偏移，使得这些系统难以对此类粒子模型提供有竞争力的约束。