星系团中自相互作用暗物质的观测检验：恒定密度核中的最亮星系团星系摆动
宇宙学与河外天体物理
2019-09-16 v2 高能物理 - 实验
摘要
冷暗物质模型预言，星系团中暗物质的分布应当是尖峰状且中心集中的。恒定密度核将是超越CDM物理（如自相互作用暗物质(Self-Interacting Dark Matter, SIDM)）的强有力证据。一个可观测的后果是，在原本弛豫的星系团中最亮星系团星系(Brightest Cluster Galaxy, BCG)会发生振荡。偏移的BCG确实已被观测到——但仅通过简化的解析振荡模型进行解释。我们将这些观测与BAHAMAS-SIDM宇宙学模拟系列进行比较，该系列包含SIDM以及对恒星形成和反馈的全流体动力学处理。我们预言，BCG的中位偏移随SIDM截面、星系团质量以及10kpc内恒星质量的增加而增大，而CDM在质量上不显示趋势。在模拟截面间进行插值，我们发现观测（10个星系团）在约1.5水平上与CDM一致，并且在68%（95%）置信水平下偏好截面/m < 0.12(0.39)cm/g。这正处于排除速度无关暗物质自相互作用作为矮星系预测与观测行为差异之解决方案的边缘，并将通过Euclid或SuperBIT的更大巡天得到改进。
引用
@article{arxiv.1812.06981,
title = {Observable tests of self-interacting dark matter in galaxy clusters: BCG wobbles in a constant density core},
author = {David Harvey and Andrew Robertson and Richard Massey and Ian G. McCarthy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.06981},
year = {2019}
}