ULDM的自相互作用能解围吗？

宇宙学中最重要的问题之一关乎暗物质(DM)的基本性质。DM可能由质量极小的无自旋粒子组成，即 $m \sim 10^{-22}\ \text{eV}$。这类超轻暗物质(ULDM)会在星系中心形成核密度轮廓（称为“孤子”）。在此背景下，近来有观点称：(a) 存在孤子质量与周围晕质量之间的幂律关系，称为孤子-晕(SH)关系；(b) 满足观测星系旋转曲线以及SH关系的要求极为严苛，以至于ULDM不太可能构成总宇宙暗物质的 $100\%$。在本工作中，我们重新审视具有不可忽略四次自相互作用的ULDM粒子的这些约束。利用近期获得的考虑自相互作用效应的孤子-晕关系，我们给出的证据表明，对于 $m = 10^{-22}\ \text{eV}$，满足星系旋转曲线与SH关系两者的要求可通过排斥自耦合 $\lambda \sim \mathcal{O}(10^{-90})$ 实现。