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速度依赖的自相互作用暗物质晕的晚期演化

星系天体物理 2023-12-19 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

我们研究了经历引力热坍缩并被推入短平均自由程区域的孤立自相互作用暗物质(SIDM)晕的演化。我们假设球对称的纳瓦罗-弗伦克-怀特(NFW)晕作为初始条件,并允许弹性暗物质自相互作用。我们讨论了在核心坍缩区域深处晕核的结构,以及它如何依赖于暗物质的粒子物理性质,特别是自相互作用截面的速度依赖性。我们发现,在该区域深处存在一种近似的普适性,这使得我们能够将短平均自由程和长平均自由程区域的演化联系起来,并将速度依赖的自相互作用截面近似映射为整个引力热演化过程中的常数截面。我们基于数值结果,为晕在核心坍缩区域深处的演化提供了一个半解析描述。我们的结果对于估计可能留在SIDM晕核心的黑洞质量至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.09296,
  title  = {On the Late-Time Evolution of Velocity-Dependent Self-Interacting Dark Matter Halos},
  author = {Sophia Gad-Nasr and Kimberly K. Boddy and Manoj Kaplinghat and Nadav Joseph Outmezguine and Laura Sagunski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09296},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages, 13 figures. Sample code available in https://github.com/Nadav-out/Gravothermal-Instability-mass, gravothermal code available in https://github.com/kboddy/GravothermalSIDM