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银河系中高速暗物质粒子来自何处?

星系天体物理 2025-02-26 v1

摘要

银河系中的高速粒子(v>vescv>v_\mathrm{esc})很罕见,但由于其对暗物质 (DM) 直接探测实验的影响,对其进行表征仍然很重要。我们在大体积暗物质模拟中选择了与银河系质量相似的晕,并测量了高速粒子的发生率,发现在距离晕中心 5-11 kpc 范围内,平均有 1.3×105\sim 1.3\times 10^{-5} 比例的暗物质粒子具有 Δv>600\Delta v > 600 km/s 的速度。然而,某些系统具有显著更高的比例。带有高速卫星的类银河系系统,其高速暗物质比例可能比平均值高约 100×\sim 100\times。环境也会影响高速暗物质比例;附近的大质量晕(>1013M>10^{13} M_{\odot})可以使高速暗物质密度增加约 10×\sim 10\times,尽管附近的仙女座类系统影响甚微。我们证实了来自放大模拟的先前预测,即银河系中具有日心速度 >700>700 km/s 的高速粒子主要来自大麦哲伦云,并提供了在不同日心速度阈值下预期高速暗物质密度的表格。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.17565,
  title  = {Where do High-Velocity Dark Matter Particles come from in the Milky Way?},
  author = {Aidan DeBrae and Peter Behroozi and Nicolas Garavito-Camargo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.17565},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages, 8 figures, to be submitted to the Open Journal of Astrophysics