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基于星系-星系强引力透镜观测的模糊暗物质新约束

宇宙学与河外天体物理 2024-08-01 v2

摘要

模糊暗物质(FDM)作为宇宙暗物质(DM)成分的一个有动机的候选者,近来受到关注,不同于通常假设的冷暗物质(CDM),因为FDM模型固有的孤子轮廓被发现特别适合重现观测到的星系质量轮廓。虽然作为单一暗物质成分的FDM已被多种探测手段强烈限制,但在1025eV10^{-25}\,\mathrm{eV}1024eV10^{-24}\,\mathrm{eV}之间仍存在一个质量窗口,在其中它可以占全部暗物质的很大一部分(O(10%)\gtrsim\mathcal{O}(10\%))。在这项工作中,我们考虑强透镜 regime 下的引力透镜测量,这是直接限制天体中暗物质分布与轮廓的少数手段之一。使用一个将孤子FDM成分与Navarro-Frenk-White(NFW)轮廓相结合的简单模型,我们探究具有这种混合轮廓的暗物质晕在何种条件下能够重现若干已知透镜观测到的爱因斯坦半径。我们发现,若FDM占全部暗物质的比例超过10%\sim10\%,则粒子质量1024eV\lesssim 10^{-24}\,{\rm eV}的FDM无法解释观测,从而有效地关闭了悬而未决的FDM质量窗口。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.14640,
  title  = {New Bounds on Fuzzy Dark Matter from Galaxy-Galaxy Strong-Lensing Observations},
  author = {Tatyana Shevchuk and Ely D. Kovetz and Adi Zitrin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.14640},
  year   = {2024}
}

备注

Constraints are likely overestimated due to issues with the numerical analysis. A revised version may be submitted if and when a reanalysis is completed. The originally submitted version of the paper is thus withdrawn until further notice