随 BICEP2 运行：对 CDM 中小尺度问题的启示

BICEP2 结果在被解释为引力波信号并结合其他 CMB 数据时，表明原初物质功率谱在小尺度上存在功率滚降。最简单的可能性之一是谱指数的运行。在此，我们表明优选的运行水平缓解了 $\Lambda$CDM 模型内的小尺度问题，甚至优于可行的 WDM 模型。我们利用银河系大小晕的宇宙学变焦模拟以及全盒模拟，比较了四种不同宇宙学模型的预测：一个受 BICEP2 启发的运行指数模型（$\alpha_s$ = -0.024），两个受 Planck 启发的固定倾角 $\Lambda$CDM 模型，以及一个 2.6 keV 热 WDM 模型。我们发现，与我们采用的 Planck 和 WDM 案例相比，运行 BICEP2 模型降低了大型矮星系大小晕的中心密度（$V_\mathrm{max}$ ~ 30 - 80 km s$^{-1}$），并显著缓解了“太大而无法失败”问题。此外，相对于 Planck 模型，BICEP2 模型将小次晕的数量抑制了约 50%，并产生了显著更低的暗物质湮灭信号“增强”因子。我们的发现强调，为了正确解释小尺度数据，必须理解原初功率谱的形状。