用引力透镜探测暗物质晕的结构与历史

我们利用引力透镜数据检验了嵌入星系团发光重子成分的暗物质 (DM) 晕; 我们的基准是由我们计算出的其两阶段宇宙演化学发展及其方差, 以及我们推导出的相关 'α-轮廓' 提供的。后者求解了自引力、各向异性 DM 平衡态的 Jeans 方程, 并根据近期 N 体模拟所强调的 DM '熵' $K = \sigma_r^2/\rho^{2/3} \sim r^{\alpha}$ 给出了密度 $\rho(r)$ 和速度弥散 $\sigma_r^2(r)$ 的径向变化; 前者将斜率限制在狭窄的范围 $\alpha \sim 1.25 - 1.3$ 内。这些基于物理的 α-轮廓满足引力透镜观测的整体要求, 相对于经验性的 NFW 公式, 它们在中心本质上更平坦, 在外围更陡峭。具体而言, 我们沿视线方向投影它们, 并与来自 A1689 星系团内部及周围强、弱透镜观测的近期广泛数据集进行比较。我们发现, 在小尺度和大尺度上, 由一个 $\alpha \sim 1.25$ 的早期主体和近期广泛的外围部分构成的晕提供了最优拟合, 其总质量为 $10^{15} M_\odot$, 浓度参数 $c \sim 10$, 与我们在 $\Lambda$CDM 宇宙演化学中计算的方差一致。由此产生的结构对应于一个外围较浅的势阱, 与从构成星系团内等离子体的热电子和重子辐射的 X 射线推断出的结果一致。