银河系盘中的暗物质分布

我们分析了耗散性重子物理对太阳位置处局部暗物质 (DM) 分布的影响，重点探讨其对直接探测实验的后果。我们的工作基于对两个银河系晕宇宙学模拟的比较分析：Eris（全流体动力学模拟）及其仅含暗物质的对应版本 ErisDark。我们发现，在 Eris 中，两个不同的过程导致太阳位置处盘平面内的暗物质增强了 30%：卫星星系的吸积与瓦解产生了具有净角动量的暗物质成分，以及重子收缩将暗物质拉入盘平面但未迫使其共转。由于银河系质量量级的暗晕具有特别平静的并合历史，Eris 中的共转暗盘质量小于先前工作所建议的值，仅贡献了局部暗物质密度的 9%。与仅含暗物质的孪生模拟 ErisDark 相比，Eris 中的速度分布变宽并向更高速度偏移。在高速端，Eris 中的 $f(v)$ 比 ErisDark 或标准晕模型 (SHM) 下降得更陡峭，缓解了 CDMS-II 和 XENON100 实验近期结果之间的张力。$f(v)$ 的非麦克斯韦特征在 Eris 中仍然存在，但比仅含暗物质的运行中显著减弱。弱暗盘仅在低反冲能量下使时间平均散射率增加了几个百分点。然而，在高速尾部，由于重子收缩导致的典型速度增加，使得平均散射率相比 ErisDark 显著增强，尽管仍低于 SHM。关于年调制振幅也观察到类似的趋势，而调制分数相比 SHM 有所增加，相比 ErisDark 则有所减少。