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SIDM Concerto:自互作用暗物质放大仿真的汇编与数据发布

宇宙学与河外天体物理 2025-09-30 v2 星系天体物理

摘要

我们提出 SIDM Concerto:基于 Symphony 与 Milky Way-est 套组的 14 组冷暗物质(CDM)与自互作用暗物质(SIDM)模型进行的放大仿真。SIDM Concerto 包括一个大型鲁姆鲁肯猫(LMC)质量系统(主机质量约 1011 M10^{11}~M_{\mathrm{\odot}}),两个仿似银河(MW)的系统(约 1012 M10^{12}~M_{\mathrm{\odot}}),两个团体质量主机(约 1013 M10^{13}~M_{\mathrm{\odot}}),以及一个低质量团簇(约 1014 M10^{14}~M_{\mathrm{\odot}})。每个主机包含约 2×1072\times 10^7 颗粒,并在 CDM 和一个或多个强、速度依赖的 SIDM 模型中运行。我们的分析表明,(1) 核心坍缩的孤立 halo 与子halo 的比例在对应 SIDM 十字截面从 v4v^{-4} 转为 v0v^0 比例的峰值圆形速度处达到;(2) 在 LMC、MW 和团体质量主机中,SIDM 子halo质量函数相对于 CDM 被抑制约 50%,但在低质量团簇主机中与 CDM 一致;(3) 子halo的内密度轮廓斜率在 SIDM 中比在 CDM 中更为多样化,且对 SIDM 十字截面的幅度和形状都敏感。我们的仿真为测试 SIDM 预测与天文观测(包括场域与卫星星系、强引力透镜系统和恒星流)提供了基准。数据产品已在 https://doi.org/10.5281/zenodo.14933624 上公开。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.10748,
  title  = {SIDM Concerto: Compilation and Data Release of Self-interacting Dark Matter Zoom-in Simulations},
  author = {Ethan O. Nadler and Demao Kong and Daneng Yang and Hai-Bo Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.10748},
  year   = {2025}
}

备注

20 pages, 14 figures, 1 table; updated to published version. Data is available at https://doi.org/10.5281/zenodo.14933624