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来自超暗矮星系 Eridanus II 对模糊暗物质的强约束

宇宙学与河外天体物理 2019-08-07 v2 星系天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

模糊暗物质(FDM)模型将暗物质视为具有天体物理尺度大 de Broglie 波长的玻色场。该模型的一个显著特征是暗物质密度在短于引力时标的时间尺度上存在 O(1)\mathcal{O}(1) 的涨落。我们首次纳入核振荡的效应,展示了此类涨落如何导致星团加热,从而使其尺度随时间增大。由 Eridanus II 中古老星团的存活,我们推断若 FDM 构成全部暗物质,则在模型不确定性内 ma0.61×1019 eVm_a\gtrsim 0.6\rightarrow 1\times 10^{-19}\text{ eV},并推导了较低质量下 FDM 分数的约束。银河系中的子晕质量函数意味着要成功形成 Eridanus II 需 ma0.8×1021 eVm_a\gtrsim 0.8\times 10^{-21}\text{ eV}1021 eVma1020 eV10^{-21}\text{ eV}\lesssim m_a\lesssim 10^{-20}\text{ eV} 之间的窗口受窄带共振及扩散近似有限适用性的影响。该窗口的部分范围可能与 Eridanus II 的观测一致,需更细致的研究。

关键词

引用

@article{arxiv.1810.08543,
  title  = {Strong Constraints on Fuzzy Dark Matter from Ultrafaint Dwarf Galaxy Eridanus II},
  author = {David J. E. Marsh and Jens C. Niemeyer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08543},
  year   = {2019}
}

备注

6 pages, 2 figures; v2 comments and clarifications added, matches version accepted for publication in PRL