检验衰变暗物质模型作为以热苏尼耶夫-泽尔多维奇效应解决$S_8$张力的方法

Hideki Tanimura; Marian Douspis; Nabila Aghanim; Joseph Kuruvilla

doi:10.1051/0004-6361/202345882

检验衰变暗物质模型作为以热苏尼耶夫-泽尔多维奇效应解决$S_8$张力的方法

宇宙学与河外天体物理 2023-06-28 v2

作者: Hideki Tanimura , Marian Douspis , Nabila Aghanim , Joseph Kuruvilla

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摘要

考虑到Planck宇宙微波背景(CMB)测量与低红移探测之间 $S_8$ 张力的可能解决方案，我们通过引入暗物质衰变(DDM)扩展了标准 $\Lambda$ CDM宇宙学模型。我们首先检验了暗物质衰变为非相互作用暗辐射形式的DDM模型。在此DDM模型下，我们通过改变衰变寿命 $\Gamma^{-1}$ ，包括宇宙学背景演化与晕质量函数中的非线性描述，研究了DDM对苏尼耶夫-泽尔多维奇(SZ)效应的影响。我们在该扩展宇宙学模型假设下，结合最新的高红移Planck CMB测量与低红移SZ功率谱以及重子声学振荡(BAO)和Ia型超新星(SNIa)光度距离测量进行了宇宙学分析。我们的结果显示偏好 $\Gamma^{-1} \sim 220$ Gyr，在95%置信水平下衰变寿命下限约为38 Gyr。此外，我们检验了另一种DDM模型，其中暗物质衰变为温暗物质与暗辐射。该模型支持 $\Gamma^{-1} \sim 137$ Gyr以解决 $S_8$ 张力，在95%置信水平下衰变寿命下限约为24 Gyr。比较这两种模型，我们发现第二种对 $S_8$ 张力的调和略优。

关键词

衰变暗物质 S_8张力热苏尼耶夫-泽尔多维奇效应 ΛCDM模型宇宙学分析 Planck CMB 重子声学振荡

引用

@article{arxiv.2301.03939,
  title  = {Testing decaying dark matter models as a solution to the $S_8$ tension with the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect},
  author = {Hideki Tanimura and Marian Douspis and Nabila Aghanim and Joseph Kuruvilla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03939},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 5 figures, Accepted for publication in A&A

检验衰变暗物质模型作为以热苏尼耶夫-泽尔多维奇效应解决$S_8$张力的方法

摘要

关键词

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