速度依赖的暗物质自相互作用在银河系质量晕中的特征

我们探讨了弹性、各向异性、速度依赖的暗物质（DM）自相互作用对银河系（MW）质量系统的主晕和子晕的影响。我们考虑一个由轻媒介子质量和 DM 粒子质量参数化的通用自相互作用暗物质（SIDM）模型。这些质量之比 $w$ 设定了速度尺度，高于该尺度时由 DM 自相互作用引起的动量转移变得低效。我们对一个 MW 质量晕进行高分辨率 zoom-in 模拟，取跨越如下情形的 $w$ 值：自相互作用在主晕与其子晕之间高效转移动量，或仅在子晕内部高效转移动量；我们在每种情形下研究自相互作用对主晕以及子晕的丰度、径向分布、轨道动力学和密度轮廓的影响。存活子晕的丰度与性质与主要由子晕—主晕相互作用决定相一致。特别地，在具有较大主晕速度尺度截面值的模型中，处于径向轨道的子晕由于与主晕自相互作用引起的冲压剥离导致的质量损失，更易受潮汐破坏。该机制相对于无碰撞 DM 模拟抑制了存活子晕的丰度，且对更大的 $w$ 值抑制更强。因此，对 MW 质量寄主周围子晕丰度的探测可用于对速度尺度约 $\sim 200\ \rm{km\ s}^{-1}$ 处的自相互作用截面设置上限，并将这些测量与子晕的轨道性质和内部动力学结合，可打破速度依赖 SIDM 模型间的简并。