运用银河系质量天体系中的恒星流探索原子暗物质

我们对恒星流在湮灭性暗物质中的作用进行首次详尽分析。作为具体案例，我们生成了一个质量为银河系的引力双星系统的宇宙流体性细化仿真，假设暗物质由冷暗物质（CDM）构成，其中包含约6%的原子暗物质（ADM）。ADM 亚组件表现为致密的气体，能够高效耗能，促进形成致密致密体，增强卫星星系的中心密度，使其更抗受潮汐破坏。我们表明，星系质量 $M_{\rm{tot}, \star} \gtrsim 10^{5.5} \ \text{M}_\odot$ 的恒星流形成得较晚，且在演化过程中持续形成星系，与其 CDM 对应物有显著差异。星系形成历史的变化在恒星流恒星的化学轨迹上得到体现，其中年轻恒星在 ADM 的存在下表现出增强的 [Fe/H] 和 [Mg/Fe]。此外，我们在低近心距处识别出一群暗物质质量分数较高的低质量卫星星系，这些星系可能影响 $M_{\rm{tot}, \star} \lesssim 10^{5.5} \ \text{M}_\odot$ 质量范围内的恒星流。本研究的结果应适用于导致卫星星系中心密度增强的其他暗物质模型，如处于温厄尔坎塔基（gravothermal collapse）范畴的弹性自互动暗物质。