自互作用暗物质 halo 形状的 Jeans 模型

Jeans 模型是一种半解析方法，用于建模自互作用暗物质（SIDM），在观测到放松星系和星系团的球面平均剖面后表现优异。然而，SIDM halo 通常非球对称，因为它们对非球对称的质子分布作出反应，并保留初始坍缩的非球对称性。本文推广 Jeans 模型，以描述超越球对称的 SIDM 密度轮廓和 halo 形状。通过 halo 形状观测进行的实验尤其重要，用于检验质量为 $M_{\rm 200} \sim 10^{12} - 10^{13} \; \Msun$ 的大质量星系中的 SIDM，因为 SIDM 和无碰撞暗物质 halo 在球面平均轮廓上不可区分，但形状不同。我们通过对包含质子的宇宙模拟进行验证，分别针对 SIDM（$\sigma/m = 1 \cmg$）和无碰撞冷暗物质。我们的方法与此领域的前期工作不同，考虑到多次散射是影响 halo 形状所必需的，并且计算成本低。非球对称 Jeans 模型可与 halo 形状观测（例如来自引力透镜或 X 射线数据）相结合，用于直接约束暗物质自互作用性。