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暗物质在宇宙中能形成多晚?

宇宙学与河外天体物理 2015-06-23 v2

摘要

我们针对一类非WIMP(弱相互作用大质量粒子)暗物质候选体,对暗物质形成的时代进行了约束。这些模型允许一部分冷暗物质(CDM)在太初核合成(BBN)时期与物质辐射平等时期之间形成。我们表明,在这种模型中,物质功率谱可能即使在低红移时线性微扰理论能探测的尺度上也受到强烈抑制。与温暗物质(WDM)不同,在晚期形成暗物质(LFDM)方案中,决定物质功率谱形式的是暗物质形成的红移而不是暗物质粒子的质量。我们利用斯隆数字巡天(SDSS)的星系成团数据和从莱曼α数据重建的线性物质功率谱来确定我们宇宙中暗物质形成的最晚时期。如果所有观测到的暗物质都是晚期形成的,那么从SDSS数据我们得到暗物质形成红移的下限为 zf>1.08×105z_f > 1.08 \times 10^5(99.73%置信水平),从莱曼α数据得到 zf>9×105z_f > 9 \times 10^5(相同置信水平)。如果只有一部分暗物质是晚期形成的,那么我们从莱曼α数据中发现了LFDM存在的初步证据。即将到来的SDSS-III/BOSS(重子振荡光谱巡天)数据将使我们能够更详细地探讨这个问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.7129,
  title  = {How Late can the Dark Matter form in our universe?},
  author = {Abir Sarkar and Subinoy Das and Shiv K. Sethi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7129},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 6 figures; , v2: 17 pages, 8 figures with new colours, extended discussion on model and data section added, new refs. added, conclusions unchanged, matches version accepted by JCAP