温暖型暗物质、小尺度危机与高红移宇宙
天体物理学
2009-11-06 v1
摘要
温暖型暗物质 (WDM) 模型最近被重新推崇，以解决冷暗物质 (CDM) 模型与观测之间的表面冲突。赋予暗物质粒子以非可忽略的速度会导致自由流，从而抑制小尺度原始功率谱。选择在红移 z=0 时的均根速度分散 v(rms) = 0.05 km/s（对应于若 WDM 粒子在相对论时脱落则为 1 keV 质量的粒子）有助于缓解大部分，但可能并非全部，CDM 所面临的小尺度问题。粒子速度的一个重要副作用是高红移处坍缩暗 halo 数量的显著减少。这既是由于小尺度功率丢失，也是由于距离暗物质有效 Jeans 质量的最小单个 halo 坍缩延迟所致。早期 halo 的存在对于 (1) 托管早期类星体或星系以在红移 z=5.8 前对宇宙进行加热，以及 (2) 允许生长由最近发现的类星体 SDSS 1044-1215 所驱动的超大质量黑洞至关重要。我们使用修改的 Press-Schechter 形式对这些约束进行量化，发现 v(rms) < 0.04 km/s（或 m_X > 1 keV）。如果未来观测发现 z > 10 的巨型黑洞，或揭示在 z > 10 时发生了再电离，这可能会最终排除 WDM 模型作为解决 CDM 范式小尺度危机的解决方案。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0103050,
title = {Warm Dark Matter, Small Scale Crisis, and the High Redshift Universe},
author = {Zoltan Haiman and Rennan Barkana and Jeremiah P. Ostriker},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0103050},
year = {2009}
}
备注
Contributed talk at 20th Texas Symposium