SASHIMI-SIDM：亚星系尺度自相互作用暗物质的半解析子晕模型

我们将预测无碰撞冷暗物质（CDM）中子晕族的半解析结构形成模型 SASHIMI 与一个将 CDM 晕映射到自相互作用暗物质（SIDM）晕的参数模型相结合。由此产生的模型 SASHIMI-SIDM 能够在几分钟内为任意输入的截面生成低至亚星系质量尺度的 SIDM 子晕族。我们表明，SASHIMI-SIDM 与高分辨率宇宙学缩放模拟在已解析区域中的 SIDM 子晕族一致。至关重要的是，我们预测核心坍缩子晕的比例在由输入 SIDM 截面决定的质量尺度上达到峰值，并向更高的晕质量方向下降，这与引力热模型和宇宙学模拟的预测一致。我们还首次表明，核心坍缩比例向更低的晕质量方向下降。虽然坍缩时间对质量和聚集度的依赖性暗示了这种行为，但我们的半解析方法使我们能够清晰地量化和说明这一趋势，涵盖子晕的整个质量谱，包括低于任何当前宇宙学 SIDM 模拟分辨率极限的子晕质量。作为原理验证，我们应用 SASHIMI-SIDM 预测了核心坍缩 SIDM 子晕对局部暗物质密度和湮灭率的提升，对于可行的 SIDM 模型，这相对于 CDM 可增强一个数量级。因此，SASHIMI-SIDM 为扫描 SIDM 参数空间并用天体物理观测检验它提供了一种高效且可靠的工具。代码可在 https://github.com/shinichiroando/sashimi-si 公开获取。