强耦合暗能量宇宙学：保持LCDM成功并缓解低尺度问题 II - 宇宙学模拟

在本文第二部分中，我们展示了强耦合暗能量模型（SCDEW）的首次N体宇宙学模拟，该类模型缓解了与暗能量本质相关的理论问题。SCDEW模型假设暗能量（DE）与一个辅助冷暗物质（CDM）成分之间存在强耦合，同时存在一个未耦合的温暗物质成分。CDM与DE之间的强耦合使我们能够即使温粒子相当轻（$\approx 100$ eV）也能保留小尺度涨落。我们的大尺度模拟显示，对于$10^{11}<M/M_\odot<10^{14}$，SCDEW晕表现出与标准Λ冷暗物质（LCDM）模型相似的数密度和分布，尽管其浓度参数较低。对银河系晕（$M\sim 10^{12} M_{\odot}$）的高分辨率模拟显示其子结构比LCDM对应体少$\sim 60\%$，但具有相同的尖核密度轮廓。在星系卫星尺度（$M\sim 10^{9} M_{\odot}$）上，SCDEW晕与LCDM显著不同。由于WDM成分的高热速度，它们几乎没有任何子结构，并呈现强核化的暗物质密度轮廓。这些密度核延伸数百秒差距，与银河系卫星观测非常吻合。强耦合模型凭借其在大小尺度上匹配观测的能力，可能代表简单LCDM模型的有效替代。