强暗物质自相互作用使银河系内部及周围的晕族多样化

我们采用较大的微分弹性暗物质自相互作用截面（在相对速度≈10 km s^{-1}时达到≈100 cm^2 g^{-1}），对类银河系(MW)系统（包含真实的类大麦哲伦云）进行了高分辨率宇宙学zoom-in模拟，该截面由MW内部及周围矮星系多样且依赖于轨道的中心密度所启发。我们通过丰度、中心密度、最大圆速度、轨道参数以及这些变量间的相关性，探究暗物质自相互作用对卫星晕、溅回晕和孤立晕的影响。我们使用有效常数截面模型解析预测模拟晕的引力热演化阶段，证明对无碰撞R_max–V_max关系的偏离可用于筛选深度核坍缩晕，其中V_max为晕的最大圆速度，R_max为其发生半径。我们预测在SIDM模型中，质量低至≈10^8 M_⊙的子晕有可观比例(≈20%)深度核坍缩。在相同质量下，孤立晕族中核坍缩系统占≈10%；这些孤立的核坍缩晕将宿主具有极陡中心密度轮廓的暗弱矮场星系。最后，我们模拟中质量高于≈10^9 M_⊙的大多数晕处于核形成阶段。因此，我们的研究展示了自相互作用如何以依赖于环境的方式使MW质量宿主内部及周围的晕族多样化，为解释观测矮星系多样的暗物质分布提供了引人注目的途径。