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利用弱引力透镜与宇宙微波背景探测两体衰变暗物质情形

宇宙学与河外天体物理 2025-06-24 v3

摘要

衰变暗物质(DDM)情形近来重新受到关注,因其有可能解决弱引力透镜(WL)与宇宙微波背景(CMB)测量之间众所周知的成团性(或称 S8S_8)张力。本文研究了一个成熟的模型,其中原初暗物质粒子衰变为一个无质量粒子和一个有质量子代粒子。后者在衰变过程中获得速度冲量,导致物质功率谱在可由WL切变观测探测的尺度上被抑制。我们对该两体衰变暗物质(Λ\LambdaDDM)情形进行了首个完全非线性的WL分析,包含了内禀对齐与重子反馈过程。我们使用来自 \textit{KiDS-1000} 数据的宇宙切变带功率谱,并将其与来自 \texttt{Planck} 的温度和偏振数据结合,以约束 Λ\LambdaDDM 模型。我们给出了比先前结果显著更强的新衰变率与质量分裂参数限制,尤其在低质量分裂情形下。关于 S8S_8 张力,我们发现其从约 3σ\sigma 降至 2σ\sigma,具体取决于所采用的统计度量。因此我们得出结论:两体 Λ\LambdaDDM 模型能够缓解 S8S_8 张力,但尚不能令人信服地解决它。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.03222,
  title  = {Probing the two-body decaying dark matter scenario with weak lensing and the cosmic microwave background},
  author = {Jozef Bucko and Sambit K. Giri and Fabian Hervas Peters and Aurel Schneider},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03222},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 13 figures