作为核坍缩自相互作用暗物质晕的GD-1星流扰动体

GD-1星流呈现出可能与一个致密亚结构近距离相遇而产生的分支和间隙结构。当被解释为暗物质子晕时，该扰动体比标准冷暗物质（CDM）模型预测的更致密。然而，在自相互作用暗物质（SIDM）中，晕可能演化进入引力热坍缩阶段，导致其中心密度高于CDM对应物。我们进行了高分辨率受控N体模拟，以证明坍缩的SIDM晕可以解释GD-1扰动体的高密度。我们模拟了一个质量为$3\times10^8~M_\odot$的祖先晕，其参数受银河系类似物的宇宙学模拟启发，并在银河系的潮汐场中对其进行演化。对于$V_{\max}\sim10~{\rm km~s^{-1}}$处每质量截面$\sigma/m\approx30-100~{\rm cm^2~g^{-1}}$，SIDM晕在内部$10~{\rm pc}$内的包裹质量可以比其CDM对应物增加一个数量级以上，从而与GD-1扰动体的性质良好吻合。我们的发现表明，星流为探测暗物质的自相互作用性质提供了一种新颖的探针。