暗子晕在星系周介质上的印记
宇宙学与河外天体物理
2020-10-14 v3 星系天体物理
摘要
标准宇宙学模型即LCDM模型，稳健地预言了像银河系这样的星系周围存在大量暗物质“子晕”。人们已提出多种观测手段，以寻找此类子晕在可观测物质中引发引力效应的证据。这类方法大多涉及恒星或冷气体相物质。本文提出一种新思路，即搜寻此类暗子晕在普通星系周围温热星系周介质（CGM）中引发的扰动。结合解析理论、受控的高分辨率理想化模拟以及完整宇宙学流体动力学模拟（ARTEMIS模拟），我们计算了预期信号及其对重要物理参数（子晕质量、CGM温度与相对速度）的依赖性。我们发现暗子晕同时增强了局域CGM的温度与密度，因此也增强了压强。对于压强和密度，涨落幅度可从百分之数十（子晕质量M_sub=10^10 Msun）到百分之几（子晕质量M_sub=10^8 Msun）不等，尽管这强烈依赖于CGM温度。子晕还诱发速度场的涨落，幅度从几km/s到25 km/s。我们提出可利用X射线、Sunyaev-Zel'dovich效应、射电色散量度以及类星体吸收线观测来测量这些涨落，并对暗子晕的丰度与分布施加限制，从而约束暗物质的性质。
引用
@article{arxiv.2006.06741,
title = {The imprint of dark subhaloes on the circumgalactic medium},
author = {Ian G. McCarthy and Andreea S. Font},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.06741},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 11 figures, to match the accepted MNRAS version (enhanced figures)