多尺度星系团引力透镜揭示的新冷暗物质危机

星系团中亚结构的性质，通过引力透镜得以精确探测，为暗物质（DM）模型提供了严格检验。结合大质量星系团的强透镜和弱透镜数据，我们在对抗无碰撞冷暗物质（CDM）小尺度预言所需的动态范围内绘制了其总质量（主要由 DM 主导）分布。利用最先进的透镜模型，我们提取了四个关键的次暗晕性质：质量函数、投影径向分布、内部密度轮廓和潮汐截断半径。我们发现次暗晕质量函数和截断半径与 CDM 预期一致。相比之下，次暗晕的内部密度轮廓和径向分布与 CDM 存在强烈差异。来自次暗晕核心的星系-星系强透镜发生率超过 CDM 预言近一个数量级，要求在 $r \lesssim 0.01R_{200}$ 内具有陡达 $\gamma \gtrsim 2.5$ 的内部密度斜率，这与核心坍缩的自相互作用暗物质（SIDM）一致，而同一批次暗晕在其外围则表现为无碰撞。此外，在透镜重建中明确建模的、承载明亮星系团成员星系的次暗晕的观测径向分布，仍与 CDM 不相容。综合来看，这些对小尺度的压力测试揭示了一个有趣的悖论，并挑战了纯无碰撞 CDM 的暗物质微观物理，促使人们考虑混合情景——例如同时包含 CDM 和 SIDM 的双组分模型，或全新类别的暗物质理论。