基于莱曼-$\alpha$ 森林数据对非冷（非热）暗物质的新约束

本文提出一种利用莱曼-$\alpha$ 森林约束热与非热暗物质（DM）情形的高效方法，该方法基于一种简单而灵活的参数化方案，能够再现大量非冷暗物质（nCDM）模型的小尺度成团信号。我们通过针对MIKE/HIRES光谱仪所获高分辨率、高红移数据的大量分析，提取关于暗物质基本性质的新限制。借助大规模流体动力学模拟套件，我们通过完整的蒙特卡洛马尔可夫链（MCMC）分析确定了天体物理、宇宙学及nCDM参数的约束。我们得到了由几乎任意nCDM情形引起的功率抑制可能发生的最大尺度的边缘化上限，即 $\alpha<0.03~{\rm{Mpc}}/h$（2$\sigma$ 置信水平）。由于所提出的新型参数化以及一种在已探索宇宙学模型间进行插值的新方案，我们明确描述了如何检验若干最具可行性的nCDM情形而无需运行任何特定数值模拟。与标准热温暗物质模型相比，非热情形的线性物质功率谱形状与数据呈轻微张力（$\sim 2\sigma$ 置信水平）。我们表明，由温（热）与冷成分共同构成的暗物质流体也与莱曼-$\alpha$ 森林存在张力，至少对大 $\alpha$ 值如此。这是首个允许探测大量nCDM模型暗物质功率谱线性小尺度形状的研究。