非线性区域中的暗等离子体：来自粒子模拟的约束

如果暗区具有长程自相互作用，即使在碰撞平均自由程很长的天体物理环境中，这些相互作用也能引发剧烈的集体不稳定性。在此，我们聚焦于由暗 $U(1)$ 规范区组成的暗物质晕经历解离星系团并合这一具体情形。我们通过执行首次专门针对相互作用暗物质流的粒子等离子体模拟来研究这一问题，追踪了不稳定性在线性和非线性区域中的增长、形成和饱和。我们发现这些不稳定性产生了局部的（暗）电磁不均匀性，这些不均匀性作为散射位点，引发了有效的动态碰撞截面。将此有效截面映射到子弹星系团大规模模拟的现有结果中，我们将暗电荷与质量比的限制扩展了十个数量级以上。我们的结果作为暗区中长程相互作用可能产生的丰富现象学的一个简单例证，并推动了未来对这种“暗等离子体”的专门研究。