具有频繁自相互作用的暗物质 N 体模拟
宇宙学与河外天体物理
2021-06-23 v2 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
自相互作用暗物质（SIDM）模型有潜力解决冷暗物质范式中出现的小尺度问题。模拟是在天体物理背景下研究 SIDM 的有力工具，但研究倾向于小角散射的微分截面（如轻媒介子模型）在数值上具挑战性。本文提出一种基于有效拖曳力来模拟频繁散射的新方法，并已将其实现到 N 体代码 gadget-3 中。在一系列测试问题中，我们证明该实现能准确模拟频繁散射。该实现可用于研究预测稀有与频繁散射的 SIDM 模型之间的差异。我们模拟了孤立暗物质晕中的核形成，以及星系团的主并合，发现具有稀有和频繁相互作用的 SIDM 模型给出不同预测。特别地，频繁相互作用能够在等质量并合中产生星系与暗物质分布之间更大的偏移。
引用
@article{arxiv.2012.10277,
title = {N-body simulations of dark matter with frequent self-interactions},
author = {Moritz S. Fischer and Marcus Brüggen and Kai Schmidt-Hoberg and Klaus Dolag and Felix Kahlhoefer and Antonio Ragagnin and Andrew Robertson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.10277},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 11 figures + appendices, accepted for publication in MNRAS