星际密度光作为暗物质探针：探索SIDM与CDM模型

我们评估了星际密度光（ICL）是否可以作为观察中暗物质物理学的观测判别工具。自互动暗物质（SIDM）模型因其在小尺度尺度上与观测结果之间的差异提供了可能的解决方案而日益受到关注，SIDM模型预测了星系团中不同力学相互作用历史的独特特征。我们分析了从相同初始条件在CDM和SIDM框架下重新仿真的Cluster-EAGLE缩放星系团。量化暗物质与多种力学制剂——气体、所有恒星、星系以及组合最亮星系团星系（BCG+ICL）——之间的形态相似性，使用加权重叠系数（Weighted Overlap Coefficient）这一轮廓重叠统计量。我们发现，BCG+ICL最准确地追踪暗物质，其次是气体、所有恒星和星系。BCG+ICL成分即使在高红移下也保持稳健的追踪性能，而气体最初对暗物质的追踪表现较差，但随着时间推移逐渐改善，最终接近BCG+ICL的性能。值得注意的是，在SIDM情况下，气体分布更接近暗物质分布而在CDM中则不然。这反映了其底层物理：在CDM中，无相互作用的暗物质类似于无相互作用的BCG+ICL，而在SIDM中，自相互作用引入有效的相互作用性，使得暗物质的演化更类似于气体组分。我们还发现矮星系和卫星星系对底层暗物质模型更敏感，尽管其整体追踪性能较差。我们的结果表明，ICL作为暗物质物理学的新型观测探针具有潜力，并为利用稀疏星系团光来约束暗物质本质提供了第一步。