空洞晕质量函数：一个有前景的中微子质量探针

宇宙空洞，即宇宙中的低密度区域，对宇宙中微子等弥散密度成分尤为敏感。这种敏感性因空洞大小与大质量中微子自由流动尺度的匹配而增强。利用大质量中微子模拟程序MassiveNuS，我们研究了中微子质量对暗物质晕的影响随环境的变化。我们发现，晕质量函数强烈依赖于中微子质量，且这种依赖性在空洞中比在高密度环境中更为显著。一项测量空洞内最大质量晕特征质量的观测计划，应能对中微子质量总和$\sum m_\nu$施加新的限制。模拟中的中微子质量效应相当强：在一个512$^3$ $h^{-3}$ Mpc$^3$的巡天中，空洞内部最重的1000个晕的平均质量，当$\sum m_\nu = 0.6$ eV时为$(4.82 \pm 0.11) \times 10^{12} h^{-1}M_{\odot}$，而当$\sum m_\nu = 0.1$ eV时为$(8.21 \pm 0.13) \times 10^{12} h^{-1}M_{\odot}$。Subaru (SuMIRe)、Euclid和WFIRST将同时进行光谱和弱引力透镜巡天。它们覆盖的体积至少比我们的模拟大50倍，应能通过空洞子结构成为中微子质量的灵敏探针。