探测自互作用暗物质：通过超大质量黑洞合并引力波背景

尽管存在各种天文证据，暗物质的本质仍是谜团。作为一种可能的候选物，自互作用暗物质（SIDM）可可能解决冷暗物质范式中出现的某些问题。本文研究SIDM位于银河中心超大质量黑洞（SMBH）周围如何形成密度尖峰，并在来自SMBH双星（SMBHBs）的随机引力波背景光谱中留下痕迹。采用改进的动力摩擦公式并一致演化轨道动力学，我们展示，当前脉冲星时序阵列（PTAs）数据对SIDM的截面积敏感，$\sigma(v)/m_\chi\lesssim0.66\,\mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$，与其他天体物理探针相当。我们还强调了在参数推断中包含SMBHBs的离心率的重要性，这会显著影响结果。我们的发现揭示了PTAs观测在探测暗物质本质方面的前景潜力。