21厘米功率谱上的温暗物质特征：SKA的强度映射预测

我们研究温暗物质（WDM）在后再电离宇宙 z = 3 - 5 的21厘米强度映射中的影响。我们对5种不同模型进行流体动力学模拟：冷暗物质和质量为1,2,3,4 keV（热遗迹）的WDM，并采用两种不同方法事后分配中性氢，两种方法在中性氢系统柱密度分布函数方面均重现观测。与朴素期望相反，线性和非线性物质功率谱中的功率抑制导致中性氢和21厘米功率谱中功率的增加。这是由于相对于冷暗物质，WDM模型中缺乏小质量晕：为了在两种宇宙学模型中分配总量中性氢，必须在最质量大晕中放置更大量，这些晕比冷暗物质宇宙学偏置更大。我们量化此效应并针对望远镜SKA1-LOW给出显著性，包括真实噪声建模。结果表明，利用 z > 3 处5000小时观测，我们将能以 > 3 sigma 统计显著性排除4 keV WDM模型，而更小的3 keV质量（与当今约束相当）利用 z > 5 处1000小时观测能以超过2 sigma 置信度排除。