小尺度扰动受抑情况下的结构形成

所有常被考虑的暗物质场景都基于具有微小但非零热速度和极小相互作用截面的假想粒子。这些属性的普遍后果是由于自由流动或与原初等离子体的相互作用而导致小尺度物质扰动受到抑制。根据早期宇宙中的粒子候选者和产生机制，抑制尺度可以跨越多个数量级。虽然在远高于抑制尺度的范围内，非线性结构形成已被详细探索，但抑制扰动附近的范围仍知之甚少。在本文中，我们使用解析方法和数值模拟研究了抑制扰动区域内的结构形成。我们为晕质量函数、预期卫星数量和晕浓度发展了简单且具有理论动机的模型，这些模型旨在适用于具有任意尺度和任意形状抑制的功率谱。作为案例研究，我们探索了效应最具显著性的温暗物质和混合暗物质场景。此外，我们研究了基于弱相互作用大质量粒子（WIMP）的标准暗物质场景，并将其与零原初温度的纯冷暗物质进行了比较。我们发现，我们具有解析动机的模型与所有研究过的暗物质场景的模拟结果吻合良好，因此我们得出结论，它们可以用于具有任意抑制小尺度扰动的普遍情况。