晚期暗物质振荡与核-尖问题
高能物理 - 唯象学
2021-04-29 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
核-尖问题仍是 CDM 宇宙学预言与矮球状星系及其他星系中暗物质（DM）剖面观测之间未解决的矛盾。我们提出了一种通过星系晚期暗物质湮灭的重新激活将尖转换为核的新情景。这可能在非对称暗物质模型中发生，当存在一个极小的破坏暗物质数守恒的质量项导致暗物质与其反粒子之间振荡时。利用解析方法以及引力 N 体模拟，我们表明该机制能稳健地消除星系暗物质剖面中的尖，适用于质量为 GeV 的轻费米子暗物质以及一个更轻的、暗物质可湮灭于其中的媒介子。我们确定了参数空间中暗物质粒子湮灭在降低暗物质剖面内密度方面比弹性散射更有效的区域。因此，暗物质湮灭是解决尖-核问题的一个性质上不同的、替代弹性自相互作用暗物质的机制。
引用
@article{arxiv.2010.12583,
title = {Late-Time Dark Matter Oscillations and the Core-Cusp Problem},
author = {James M. Cline and Guillermo Gambini and Samuel D. McDermott and Matteo Puel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.12583},
year = {2021}
}
备注
27 pages, 12 figures; v2: 30 pages, added discussion on Boltzmann equation in galaxies, two plots and appendix D, updated CMB constraint on $\delta m$ and references, improved version with clarifications; v3: matched published version