暗物质在相空间中的普适聚类

我们最近引入了暗物质在相空间中聚类的新统计度量，即粒子相空间平均密度($P^2SAD$)。在一个两篇论文的系列中，我们研究了银河系大小Aquarius晕中 $P^2SAD$ 的结构，构建了描述它的物理解释模型，并展示了其作为预测对暗物质晕纳米结构敏感信号的强大工具的潜力。在本快报中，我们报告了由 $P^2SAD$ 测量的暗物质在相空间中聚类的显著普遍性，存在于从矮星系大小到星系团大小晕($10^{10}-10^{15}$ M$_\odot$)不同环境的宿主晕子晕内。模拟显示 $P^2SAD$ 的普遍性保持超过7个数量级，在2D相空间上，覆盖距离/速度超过3个数量级，具有可由我们模型描述的简单函数形式。借助 $P^2SAD$ 的普遍性，我们可以准确预测小尺度暗物质非线性功率谱直至冷暗物质粒子退耦质量极限。作为应用，我们计算了广泛宿主晕质量范围内暗物质湮灭的子晕增强。