自相互作用暗物质晕核心的动力学：减弱的停滞与加速的核心坍缩
星系天体物理
2026-02-16 v3
摘要
自相互作用暗物质（SIDM）是标准冷暗物质（CDM）范式的一个引人入胜的替代方案，后者预测暗物质晕通常具有大的等温核心。数值模拟表明，在（大致）恒定密度的核心中，动力学摩擦停止运作，这一现象被称为核心停滞。此外，此类核心通常对偶极不稳定性不稳定，从而产生动力学浮力，导致大质量中心天体向外运动。到目前为止，这些核心动力学的表现仅在无碰撞系统中得到验证。在本文中，我们使用理想化的N体模拟来研究核心停滞和动力学浮力是否在SIDM晕中运作。我们发现，如果自相互作用足够强，则既不存在核心停滞也不存在浮力，大质量扰动体将迅速沉降到其宿主中心。在这样做时，它引力收缩核心，催化显著加速的核心坍缩。SIDM晕中核心动力学如此不同的原因是，自相互作用将晕的分布函数驱动为无特征的指数分布，去除了在CDM情况下导致偶极不稳定性和核心停滞的任何拐点或平台。我们讨论了我们的发现对利用超大质量黑洞（SMBHs）、球状星团和星系中心区域的核星团等大质量天体的观测来约束暗物质本质的意义。
引用
@article{arxiv.2511.14912,
title = {Dynamics in the Cores of Self-Interacting Dark Matter Halos: Reduced Stalling and Accelerated Core Collapse},
author = {Frank C. van den Bosch and Shashank Dattathri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.14912},
year = {2026}
}
备注
25 pages, 16 figures. Published in the Open Journal of Astrophysics