自互作用暗物质与场低表面亮度星系中的核心形成

暗物质可能通过其非平凡性质在星系形成中发挥重要作用。例如，自互作用暗物质可能有助于解释星系中广泛观察到的核心结构。然而，星系形成是一个复杂过程，这些核心结构也可能在冷暗物质框架内通过星系内效应产生。为了阐明暗物质自互作用的作用，有必要研究在星系演化过程中几乎不受星系内物质扰动的系统。处于场环境中的低表面亮度星系因受gravitationally孤立且演化经历了最小的外部影响，因而是此类研究的理想候选对象。由于这些星系通常仅含有极少量的星系内物质，故其演化历史中不太可能出现显著的星系内效应。本文假设这些星系在高红移时与原子簇脱离耦合。基于此假设，我们设置初始条件并估算核心形成所需的时间，将其与原子簇红移对应的时间进行比较。我们研究了5个场环境中的低表面亮度星系，以及3个在红移z=2.45、7.66和7.88处观测到的原子簇。我们的分析基于不进行数值模拟的阶梯估计，排除了自互作用截断为sigma/m=1 cm^2/g的情况，而sigma/m=0.1 cm^2/g的情况被偏好。该结果与来自当代星系核心形状的约束相一致。