温暖暗物质对不同星系性质的灵敏度
宇宙学与河外天体物理
2025-10-07 v1 星系天体物理
摘要
我们使用来自 DREAMS 项目的 1024 个高精度宇宙流体动力学模拟，研究温暖暗物质（WDM）粒子质量对星系性质的影响。我们首先使用多层感知器（MLP）配合正规化流（normalizing flow）来探索星系人口统计的全局统计描述符，如 14 项星系性质的均值、标准差和直方图。我们发现星系气体质量是约束 WDM 质量的最具信息量的特征，达到 determination coefficient R^2 = 0.9。我们采用符号回归（symbolic regression）提取简单且可解释的 WDM 粒子质量关系。最后，我们采用更局部化的方法，通过选择单个暗物质星系，利用图神经网络（GNN）配合正规化流来推断 WDM 质量，将星系气体性质作为节点特征将全局模拟统计量作为图级特征。GNN 方法仅在 MLP 模型仅基于全局特征的基础上获得了残差性提升，表明大部分预测能力来自全局描述符，星系层面信息仅提供边际收益。
引用
@article{arxiv.2510.05037,
title = {On the sensitivity of different galaxy properties to warm dark matter},
author = {Belén Costanza and Bonny Y. Wang and Francisco Villaescusa-Navarro and Alex M. Garcia and Jonah C. Rose and Mark Vogelsberger and Paul Torrey and Arya Farahi and Xuejian Shen and Ilem Leisher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05037},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal