从合并星系团 1E0657-56 直接约束暗物质自互作用截面
天体物理学
2009-11-10 v2
摘要
我们比较了关于1E0657-56的新型热气、暗物质和星系图谱，这是一个在视线平面上几乎发生高速碰撞的星系团。X射线观测显示，一个子星系的气体形如子弹，刚刚离开碰撞中心。一个显著的冲击波给出该子星系速度的估计，为4500公里/秒，主要位于视线平面内。光学图像显示，气体滞后于子星系的星系。弱引力质量图揭示了一个暗物质块位于碰撞可压缩气体子弹之前，但与实际不可压缩的星系吻合。从这些观测结果，可以直接估计暗物质自互作用的截面。从X射线-引力质量叠加图中，可以看出暗物质并非类似流体，这种限制可以通过三个简单且独立的论证得以量化。最敏感的限制为sigma/m < 1 cm^2/g，这一限制来自于子星系的质量-光度比与主星系（以及普遍值）的一致性，这排除了由于暗物质粒子碰撞导致的显著质量损失。此限制排除了0.5-5 cm^2/g区间内大部分值，这些值被提议用于解释星系中平坦的质量轮廓。我们的结果仅为数量级估计，包含若干简化且始终保守的假设；使用该星系的湍流动力学模拟可能获得更强的限制。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0309303,
title = {Direct constraints on the dark matter self-interaction cross-section from the merging galaxy cluster 1E0657-56},
author = {M. Markevitch and A. H. Gonzalez and D. Clowe and A. Vikhlinin and L. David and W. Forman and C. Jones and S. Murray and W. Tucker},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0309303},
year = {2009}
}
备注
Text clarified; some numbers changed slightly for consistency with final version of the accompanying lensing paper. 6 pages, uses emulateapj. ApJ in press