自引力玻色-爱因斯坦凝聚体的金斯质量-半径关系与暗物质粒子的典型参数

我们在牛顿引力下研究玻色-爱因斯坦凝聚暗物质（Bose-Einstein condensate dark matter）的金斯质量-半径关系。我们在一般层面上表明，它类似于玻色-爱因斯坦凝聚暗物质晕的质量-半径关系 [P.H. Chavanis, Phys. Rev. D {\bf 84}, 043531 (2011)]。具有排斥自相互作用的玻色子随着宇宙膨胀通常从 Thomas-Fermi regime 演化到无相互作用 regime。在 Thomas-Fermi regime 中，金斯半径近似恒定而金斯质量减小。在无相互作用 regime 中，金斯半径增大而金斯质量减小。具有吸引自相互作用的玻色子随着宇宙膨胀通常从非引力 regime 演化到无相互作用 regime。在非引力 regime 中，金斯半径与金斯质量均增大。在无相互作用 regime 中，金斯半径增大而金斯质量减小。该转变发生于最大金斯质量处，类似于具有吸引自相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚暗物质晕的最大质量。我们利用暗物质晕的质量-半径关系以及“最小晕”（典型半径 $R\sim 1\, {\rm kpc}$、典型质量 $M\sim 10^8\, M_{\odot}$）的观测证据，来约束暗物质粒子的质量 $m$ 与散射长度 $a_s$。