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sidmkit:用于SIDM现象学与星系旋转曲线建模的可重复工具包

天体物理仪器与方法 2026-01-09 v1 计算物理

摘要

自互动暗物质(SIDM)是冷暗物质的一个有激发意义的延伸,可在星系和团体尺度上修改引力势阱结构,同时仍能与大尺度结构保持一致。然而,实际的SIDM研究往往需要跨越多个层次,包括微观散射模型、速度依赖的有效横截面、现象学天体物理约束,以及(分别)的数据驱动的引力势阱拟合,如旋转曲线。在本文中,我们描述了\texttt{sidmkit}——一个透明且可重复的Python软件包,旨在支持SIDM的“微观→宏观”计算,并为拟合SPARC数据的旋转曲线提供稳健的批量管道。在SIDM方面,\texttt{sidmkit}实现了基于Born、经典和Hulth\'en-基于模型的雅可比相互作用横截面的速度依赖动量传递横截面,同时提供数值部分波选项供检验。它还提供了对Maxwellian相对速度的一致速度矩平均、散射率工具,以及来自文献的精选约束,用于回归测试和探索性扫描。在旋转曲线方面,我们实现了对NFW和Burkert引力势阱模型的有界非线性最小二乘拟合,支持质量到光度比先验和信息准则摘要(AIC/BIC)。对于演示数据集,我们处理了191个\texttt{rotmod}星系(LTG+ETG组合),并拟合了NFW和Burkert模型(共382次拟合)。我们发现,Burkert模型在65.4%的星系中被偏好,强烈偏好(ΔBIC>6)占32.5%。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.04735,
  title  = {sidmkit: A Reproducible Toolkit for SIDM Phenomenology and Galaxy Rotation-Curve Modeling},
  author = {Nalin Dhiman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04735},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages, 13 figures, Methods and software paper; includes a reproducible SPARC rotation-curve fitting pipeline and SIDM phenomenology utilities