衰变暗物质与莱曼-α 森林约束

衰变冷暗物质（DCDM）是一种目前主要围绕宇宙微波背景（CMB）与某些大尺度结构测量之间 $S_8$ 张力而研究的模型。衰变为一个有质量与一个或多个无质量子粒子会导致晚期宇宙功率谱的抑制，该抑制依赖于母粒子与有质量子粒子之间的相对质量分裂 $\epsilon=(1-m^2/M^2)/2$ 以及寿命 $\tau$。本工作中，我们采用保守的有效模型方法考虑天体物理不确定性，研究了 BOSS DR14 一维莱曼-α 森林通量功率谱对 DCDM 模型的影响。由于衰变引起的功率谱抑制在低红移处累积，我们发现可解决 $S_8$ 张力的参数空间区域能与莱曼-α 森林很好地相容。然而，对于退化参数 $\epsilon\sim 0.1-0.5\%$ 的值，其功率抑制发生在 BOSS 莱曼-α 数据所探测的尺度内，我们发现相比先前的 CMB 与星系成团性分析得到了改进的约束，对于小质量分裂获得 $\tau\gtrsim 18$ Gyrs。此外，我们对 BOSS 莱曼-α 通量功率谱的分析允许 $\tau\sim 10^2$ Gyrs、$\epsilon\sim 1\%$ 的值，这些值已被发现为 Planck 与星系成团性数据结合 KiDS 对 $S_8$ 的先验所偏好，我们甚至在此区间内发现了边际偏好。