局部暗物质分布中的相空间结构及其在直接探测实验中的特征
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
我们基于取自Aquarius项目的六个星系晕的高分辨率模拟，研究了太阳附近暗物质相空间结构的预测。预测的局部暗物质密度分布非常平滑；在99.9%置信水平下，太阳处的密度与最佳拟合椭球等密度轮廓上的平均值差异不到15%。局部速度分布也非常平滑，但与（多元）高斯分布存在系统性差异。这并非由于单个团块或流的存在，而是由于速度模量和能量分布中的宽泛特征，这些特征在空间和时间上都是稳定的，并反映了每个晕的详细组装历史。这些特征对WIMP和轴子搜索的预测信号有显著影响。例如，WIMP反冲率可能与最佳拟合多元高斯模型预期的偏离约10%。在我们的模拟中，轴子光谱的峰值频率通常低于多元高斯速度分布的情况。在这种情况下，光谱也显示了晕形成的显著印记。这意味着，一旦直接暗物质探测成为常规，探测器信号中的特征将使我们能够研究银河系的暗物质组装历史。届时，一个新领域——“暗物质天文学”将应运而生。
引用
@article{arxiv.0812.0362,
title = {Phase-space structure in the local dark matter distribution and its signature in direct detection experiments},
author = {Mark Vogelsberger and Amina Helmi and Volker Springel and Simon D. M. White and Jie Wang and Carlos S. Frenk and Adrian Jenkins and Aaron Ludlow and Julio F. Navarro},
journal= {arXiv preprint arXiv:0812.0362},
year = {2009}
}
备注
15 pages, 15 figures, submitted to MNRAS. Pictures, movies, and further information on the Aquarius Project may be found at http://www.mpa-garching.mpg.de/aquarius/