Constraining dark matter-dark energy interaction with gas mass fraction in galaxy clusters
最近的观测证据表明，目前的宇宙加速激发了人们对替代宇宙学的新兴趣，例如在暗区（暗物质和暗能量）相互作用的场景。一般来说，这样的模型包含一个未知的负压暗分量，与无压的暗物质和/或重子耦合，导致宇宙的演化与标准$Λ$ CDM模型预测的宇宙演化截然不同。在这项工作中，我们使用最新的星系团气体质量分数与红移数据（42个X射线发光，动态弛豫的星系团，跨越红移范围0.063 < z < 1.063）（Allen et al. 2008）对表征暗物质/暗能量耦合的参数$ε$设置界限，以测试这种情况下的观测可行性。结果与其他宇宙学数据一致，并且通常具有约束力。虽然与时间无关的宇宙学常数（$Λ$ CDM模型）与这些星系团数据很好地吻合，但仍不能排除相互作用的暗能量成分。
2009-10-21 astro-ph.CO
A test for skewed distributions of dark matter and a possible detection in galaxy cluster Abell 3827
对自相互作用暗物质（SIDM）的模拟预测，在碰撞过程中，暗物质应该落后于星系。如果这种相互作用是由高质量的力载体介导的，那么暗物质的分布也会产生不对称的暗物质尾巴。为了寻找这种不对称性，我们计算了具有自由{ \em偏度}参数的质量分布的引力透镜性质。我们将其应用于星系团Abell~3827中四个中心星系周围的暗物质。在星系的暗物质峰已被发现是偏移，我们尝试性地测量一个偏度$s=0.23^{+0.05}_{-0.22}$在同一方向的峰值偏移。我们的方法可能是有用的，在未来的引力透镜分析碰撞星系团和合并星系。
2017-04-13 astro-ph.CO
Dark MaGICC: the effect of Dark Energy on galaxy formation. Cosmology does matter
我们提出了Dark MaGICC项目，旨在通过流体动力学宇宙学模拟研究暗能量（DE）模型对星系形成的影响。Dark MaGICC包括四个动态暗能量场景，具有时变状态方程，其中一个具有自相互作用的Ratra-Peebles模型。在每一种情况下，我们模拟三个星系的高分辨率使用平滑粒子流体动力学（SPH）。重子物理模型与MaGICC项目中使用的重子物理模型相同，我们只改变了背景宇宙学。我们发现，暗能量参数化有一个令人惊讶的重要影响星系的演化和星系的结构特性在z=0，在与纯Nbody模拟的预测形成鲜明对比。不同的背景演化可以（取决于DE状态方程的行为）增强或淬灭恒星形成相对于LCDM模型，在一个类似的水平上的变化的恒星反馈参数化，具有强烈的影响最终的星系旋转曲线。虽然整体恒星反馈仍然是塑造星系的驱动力，我们表明，暗能量参数化的影响比以前认为的起着更大的作用，特别是在较低的红移。因此，必须考虑暗能量参数化对星系形成的影响，特别是在精确宇宙学时代。
2014-01-14 astro-ph.CO
Cosmic Chronometers: Constraining the Equation of State of Dark Energy. II. A Spectroscopic Catalog of Red Galaxies in Galaxy Clusters
本文给出了用凯克一号望远镜上的LRIS仪器在红移0.17 < z < 0.92范围内获得的24个星系团中（大部分）红星系的光谱表。在这里，我们描述的观测和星系光谱，包括发现的三个cD星系的LINER发射光谱，和光谱发现的四个新的星系星系透镜在集群环境。
2009-07-18 astro-ph.CO
Dark matter distribution and its impact on the evolution of galaxy disks
本文综述了暗物质晕在星系盘演化中的作用，特别是通过自引力减少来稳定星系盘，或通过角动量交换来发展星系棒。三轴暗晕倾向于弱化沙洲。当棒区暗质量可以忽略时，棒是通过内外盘之间、恒星与气体之间的角动量交换而形成的。在外部气体吸积的存在下，杆强度的自我调节循环可能会发展。暗晕上的动力摩擦使暗条变慢，这限制了内盘内的暗物质数量。在星系形成的过程中，如果黑洞与暗物质轴不重合，重子会失去大部分角动量。稳定的盘可以形成与暗晕的短轴对齐。如果在下落方向上发生突然的变化，在其他情况下是稳定的，那么就会产生特殊的极环星系。然后暗物质晕就可以沿着极盘排列。不对齐的下沉也可以保持不平衡，这很少是由于星系的相互作用和合并。
2012-10-18 astro-ph.CO
Highly Extinguished Host Galaxy of the Dark GRB 020819
分析了光学暗伽马射线暴（GRB）020819（z = 0.41）的宿主星系的性质，并讨论了“暗”GRB背景下可能的含义。本文给出了主星系的g 'r' i 'z'JHK测光结果，并利用恒星星族模型拟合了包含公开的Spitzer IRAC数据的宽光谱能量分布。宽光谱能量分布（SED）表明这个相对大质量的星系具有高消光，A_V ~ 1.8 - 2.6等。这是具有强烈光谱红移的GRB宿主星系的最高全球灭绝。宿主星系的性质表明了尘埃，强烈的恒星形成，这与目前的GRB宿主样本不同。这意味着尘埃消光是低红移爆发黑暗的主要原因之一，长伽玛暴宿主种群的多样性远远超过先前的预期。
2010-05-07 astro-ph.CO
The dark matter of galaxy voids
观察到的空洞与底层的暗物质分布有什么关系？为了研究星系调查中确定的空隙内所含的暗物质的空间分布，我们应用Halo职业分布模型，代表稀疏和密集采样的星系调查的高分辨率N体模拟。我们将这些星系空洞与在晕分布、低分辨率暗物质和高分辨率暗物质中发现的空洞进行比较。我们发现，在密集采样调查中的所有尺度的空洞-以及稀疏调查中的中到大尺度空洞-都与暗物质具有相同的欠密度，但它们的半径要大20%左右，密度剖面略浅，中心偏移约0.4 Rv rms。然而，在空洞到空洞的比较，我们发现，形状估计是不太稳健的抽样，最大的空洞在稀疏抽样调查遭受破碎在其边缘。我们发现星系巡天中的空洞总是对应于暗物质的低密度，尽管中心可能会偏移。当考虑到这种偏移，我们恢复星系和暗物质之间几乎相同的径向密度分布。在这项工作中使用的所有模拟目录都可以在http://www.cosmicvoids.net上找到。
2014-01-03 astro-ph.CO
Two analytic relations connecting the hot gas astrophysics with the cold dark matter model for galaxy clusters
星系团是检验我们对宇宙学理解的好目标。除了数值模拟和引力透镜，X射线观测是分析星系团引力结构最常用和最传统的方法。因此，它是有价值的，有简单的分析关系，可以连接所观察到的热，X射线发射气体的分布，从模拟得出的集群中的暗物质的结构。在这篇文章中，我们应用了一个简单的框架，可以解析连接的宇宙学冷暗物质模型中的标准参数的热气体的经验参数。我们从理论上导出了两个重要的解析关系式$r_s \approx \sqrt{3}r_c$和$ρ_s \approx 9βkT/8 πGm_gr_c^2$，它们能很容易地把星系团中的暗物质性质与热气性质联系起来。这可以给出一个用热气体和冷暗物质模型描述星系团引力天体物理的一致图象。
2021-10-22 astro-ph.CO
Galaxy-galaxy strong lensing cross-section with fuzzy dark matter model
本文通过数值与解析方法研究模糊暗物质模型下的星系-星系强透镜截面，发现孤子核可使FDM子晕截面高于CDM约两倍，但仍不足以解释观测到的异常高截面。
2024-10-18 astro-ph.CO
Galaxy cluster angular size data constraints on dark energy
我们使用Bonamente等人（2006）的星系团的角尺寸与红移数据来限制恒定和时间演化的暗能量宇宙学模型的模型参数。这些限制与其他最近数据的限制是一致的，但限制性不是很强。一个更严格的重子声学振荡峰值长度尺度和超新星Ia型视星等数据的角尺寸数据的联合分析有利于一个空间平坦的宇宙学模型，目前占主导地位的时间无关的宇宙学常数，但不排除随时间变化的暗能量。
2011-07-20 astro-ph.CO
The Galaxy-Dark Matter Connection: A Cosmological Perspective
我们提出了一种方法，利用观测的星系，同时约束宇宙学参数和星系-暗物质连接（又名晕占领统计）。后者描述了星系是如何分布在暗物质晕上的，是对星系形成物理学知之甚少的一个印记。用星系来约束宇宙学的一个普遍问题是，星系是质量分布的一个有偏差的示踪剂，而这种偏差通常是未知的。同时约束宇宙学和晕占据统计的最大优点是，这有效地允许宇宙学约束在星系偏差的不确定性上被边缘化。不仅如此，它还产生了对星系-暗物质联系的限制，这一次在宇宙学上被适当地边缘化，这对告知星系形成的理论模型具有重要价值。我们使用的分析晕模型和条件光度函数的组合来描述的星系-暗物质连接，我们用它来模拟的丰度，集群和星系-星系透镜性质的星系人口。我们使用Fisher矩阵分析来衡量这些不同的观测值的互补性，并提出了一些初步的分析结果的基础上的数据从斯隆数字巡天。我们的结果是互补的，并完全符合从7年的数据发布的WMAP任务的结果，加强了真正的“和谐”宇宙学的情况。
2012-04-03 astro-ph.CO
Modelling the tightest relation between galaxy properties and dark matter halo properties from hydrodynamical simulations of galaxy formation
我们研究如何一个星系的属性与其宿主暗物质晕的属性密切相关，使用最先进的流体动力学模拟星系形成鹰，插图，和插图TNG。与以前的大多数工作不同，我们的分析集中在所有类型的星系，包括中央星系和卫星星系。我们发现，恒星质量的星系在时代的峰值圆速度与演化校正给出了最紧密的这种相关性的峰值圆速度$V_{\rm peak}$星系的底层暗物质晕。在这种关系中，星系恒星质量的演化减少而不是增加了散射。我们还发现，一个主要的散射源来自恒星剥离由于星系之间的强相互作用。即使如此，我们表明，流体动力学模拟预测的散射的大小有一个可以忽略不计的影响，密集的$V_{\rm peak}$ -选择subhalo从模拟，这表明，即使是最简单的subhalo丰度匹配（SHAM），没有散射和任何额外的自由参数，可以提供一个强大的预测星系聚类，可以同意令人印象深刻的SDSS的主要星系调查的意见。
2020-02-28 astro-ph.CO
Shock and Splash: Gas and Dark Matter Halo Boundaries around LambdaCDM Galaxy Clusters
对星系团的模拟和观测的最新进展表明，大质量星系团大小的暗物质晕存在一个物理外边界。在这项工作中，我们调查的外部边界的暗物质和气体周围的集群大小的暗物质晕的位置，通过分析65个大规模的暗物质晕的样本提取的Omega 500放大流体动力学宇宙学模拟。我们发现吸积激波的位置偏离了暗物质的回溅半径，与自相似模型的预测相反。吸积激波半径比文献中所有的反溅半径定义大20- 100%。用熵压剖面中最陡的下降定义的吸积激波半径比用暗物质密度剖面中最陡的斜率定义的回溅半径大约大2倍，比暗物质相空间结构的边缘大1.2倍。我们讨论了我们的研究结果的多波长研究的星系团的影响。
2021-10-22 astro-ph.CO
A test of the standard dark matter density evolution law using galaxy clusters and cosmic chronometers
在这封信中，我们实现了一个测试的暗物质密度演化的标准定律。为此，我们只假设宇宙是平坦的，并且FRW度规是有效的。考虑了变形的暗物质密度演化规律，由$ρ_c(z) \propto (1+z)^{3+ε}$给出，并利用星系团气体质量分数和宇宙计时器测量结果得到了对$ε$的约束.我们发现$ε=0$在2 $σ$ c.l.内，与最近的其他分析完全一致。
2022-01-03 astro-ph.CO
Constraining the substructure of dark matter haloes with galaxy-galaxy lensing
利用斯隆数字巡天（SDSS）构建的星系群，我们分析了居住在不同宿主晕和位于不同晕中心距离的卫星星系周围的预期星系-星系透镜信号。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法来探索潜在的约束下的质量和密度分布的卫星星系的SDSS类调查和调查类似的大型综合巡天望远镜（LSST）。我们的研究结果表明，SDSS一样的调查，我们只能设置一个松散的约束的平均质量的subhaloes。然而，通过LSST调查，可以很好地限制次晕的平均质量和密度分布。
2013-03-01 astro-ph.CO
Discovery of an isolated dark dwarf galaxy in the nearby universe
基于使用500米口径球面射电望远镜（FAST）进行的新HI调查，结合Pan-STARRS 1图像，我们确定了一个孤立的HI云，命名为FAST J 0139 +4328。新发现的HI云在全球HI剖面上具有双峰形状，在速度位置图上具有S型旋转结构，是一个典型的盘状星系。此外，这个盘状星系的绝对星等（M_B>-10.0等）和恒星质量（<6.9*10^5 Msun）都非常低。此外，我们还得到该星系的HI质量为8.3*10^7 Msun，动力学质量与重子总质量之比为47+-27，这意味着在FAST J 0139 +4328中，暗物质占主导地位。这些发现提供了观测证据，表明FAST J 0139 +4328是一个孤立的暗矮星星系，红移为z=0.0083。这是第一次在附近的宇宙中发现一个孤立的暗星系。
2023-02-06 astro-ph.CO
The diverse density profiles of galaxy clusters with self-interacting dark matter plus baryons
我们首次模拟了具有自相互作用暗物质和重子物理的星系团（M_200 > 10 ^14 Msun）。它们在暗物质和恒星密度剖面上表现出比无碰撞暗物质（CDM）模拟中的对应物更大的多样性，CDM是由暗物质自相互作用和重子物理之间复杂的相互作用产生的。尽管在形成历史的变化，我们表明，分析牛仔裤模型预测的SIDM密度分布非常好，和不同的性质的晕可以理解的不同的最终重子分布。
2018-02-22 astro-ph.CO
Galaxy and Halo Assembly Bias in Alternative Dark Matter Models
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Institut de Física d’Altes Energies（高能物理研究所）；Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（博洛尼亚天文空间科学研究所）；INFN-Sezione di Bologna（博洛尼亚意大利国家核物理研究所）
该研究利用AIDA-TNG模拟，发现组装偏置在四种暗物质模型中差异很小，为替代暗物质模型下的星系-晕连接研究提供了稳健基线。
2026-09-29 astro-ph.CO
ISW-Galaxy Cross Correlation:A probe of Dark Energy clustering and distribution of Dark Matter tracers
利用积分萨克斯-沃尔夫信号（ISW）与星系分布的互相关性来研究星系的暗能量性质是一种很有前途的方法。在这里，我们研究的暗能量集群的ISW星系的互相关的影响，并证明了这样一个事实，即星系的分布和潜在的暗物质之间的偏差参数引入了简并和并发症。我们认为，由于星系的主晕形成时间与观测时间不同，我们必须考虑晕偏置参数的演化。它将被证明，任何偏离$Λ$ CDM模型将改变演变的偏见以及。因此，我们认为晕偏强烈地依赖于交叉相关所选取的星系子样本，而ISW效应和星系分布的联合核对观测信号有着显著的影响。在这项工作中，比较专门之间的集群暗能量模型使用两个样本的星系。第一个是斯隆数字巡天的星系子样本，选择了r波段星等$18 < r < 21$和质量为$M \sim10^{12}M_{\odot}$的暗物质晕宿主和$z_{f}\sim 2.5$的形成红移。第二个是亮红星系的子样本，其暗物质晕宿主质量为$M \sim 10^{13}M_{\odot}$，形成红移为$z_{f}\sim 2.0$。利用演化的偏差，我们改进了$Λ$ CDM的$χ^2$，它调和了ISW星系信号的$\sim$ 1 $σ$-2 $σ$张力与$Λ$ CDM预测。[删节]
2016-09-03 astro-ph.CO
Are observations of the galaxy cluster Abell 1689 consistent with a neutrino dark matter scenario?
最近的弱和强透镜数据的星系团A1689是由暗费米子，量子简并在一些核心。气体密度，推导出从X射线观测高达1百万秒差距，并遵守核心的幂律，被视为输入，而星系的质量密度建模。另一条暗物质尾巴可能来自冷或热的暗物质、轴子或非简并中微子。拟合结果表明费米子在430 kpc半径内是简并的。费米子的质量是几个eV，最好的情况是3个活跃的加上3个相同质量的不育中微子，我们推导出$1.51 \pm 0.04$ eV。电子伏特的质量范围将在KATRIN实验中进行测试。
2013-07-25 astro-ph.CO
Galaxy Clusters as a probe of early dark energy
我们研究了一类早期的暗能量（EDE）模型，其中，不同于标准的暗能量模型，大量的暗能量存在于物质主导的时代。我们自洽地包括暗能量扰动，并表明，这些模型可能会成功地约束使用未来的观测星系团，特别是红移丰度，和Sunyaev Zel 'dovich（SZ）功率谱。我们对EDE模型以及LCDM对入射X射线（eROSITA）和微波（南极望远镜）观测进行预测。我们表明，星系团的质量函数和SZ功率谱将把强有力的约束\de今天的状态方程和红移，在该EDE过渡到今天的LCDM类似的行为，这些模型，从而提供补充信息的几何探测的暗能量。在EDE模型中不包括扰动导致这些模型实际上与LCDM无法区分。未来星系团调查的MCMC分析提供了EDE参数的限制，与背景膨胀观测，如超新星的竞争和补充。
2010-12-15 astro-ph.CO
A tight scaling relation of dark matter in galaxy clusters
最近对不同类型星系的研究表明，中心密度与核心半径的乘积（$ρ_cr_c$）是一个常数。然而，一些涉及星系团的经验研究表明，乘积$ρ_cr_c$对暗晕总质量的依赖性很弱。本文重新分析了106个星系团的热气体数据，得到了一个令人惊讶的紧标度关系：$ρ_c \propto r_c^{-1.46 \pm 0.16}$。这一结果与$ρ_cr_c$对所有结构尺度都不是常数的说法基本一致。此外，如果核心的形成是由于暗物质的自相互作用，这种关系不支持速度依赖的暗物质的截面。
2014-03-18 astro-ph.CO
Anomalous anisotropic cross-correlations between WMAP CMB maps and SDSS galaxy distribution and implications on the dark flow scenario
我们通过CMB-星系互相关寻找暗流引起的扩散动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）效应。这种角度相关性是各向异性的，具有独特的$cos(theta_DF)$角度依赖性，因此可以与其他分量区分开来。这里，$theta_DF$是相对暗流方向与测量相关性的天空方向之间的角度。我们分析了KIAS-VAGC星系目录SDSS-DR 7和WMAP七年温度图，应用无偏的最优加权方案，以消除任何统计各向同性的组件，并提高暗流检测信号。非零加权互相关在3.5 sigma处检测到红移bin z<0.1，在3 sigma处检测到红移bin 0.1<z<0.2，这意味着CMB中存在统计各向异性分量。然而，进一步的分析并不支持暗流的解释。观测到的方向依赖性偏离了预期的$\propto cos(theta_DF)$关系，因此不能用单个暗流的存在来解释，如果观测到的互相关是由暗流诱导的kSZ效应产生的，则速度将过高（> 6000 km/s）。我们报告这项工作的第一次尝试寻找暗流通过加权的CMB星系交叉相关，并提请注意检测到的异常CMB星系交叉相关的来源。
2012-09-12 astro-ph.CO
Dark matter dominance at all radii in the superthin galaxy UGC 7321
利用观测到的旋转曲线和HI标度高度数据同时作为约束条件，模拟了低表面亮度超薄星系UGC 7321的暗物质晕的形状和密度分布。我们把星系看作是一个由恒星和气体组成的引力耦合系统，对暗物质晕的引力势作出反应。一个球形的等温晕，其核心密度在0.039 ~ 0.057 M_sun/pc ^3之间，核心半径在2.5 ~ 2.9 kpc之间，在假设的实际气体参数范围内，与观测结果最吻合。我们发现，最佳拟合的核心半径仅略高于恒星盘尺度长度（2.1 kpc），不像高表面亮度星系的晕核心半径通常是恒星盘尺度长度的3-4倍。因此，我们的模型表明，暗物质晕主导着低表面亮度，超薄星系UGC 7321在所有半径的动态，包括星系的内部。
2009-06-01 astro-ph.CO
Probing Galaxy Dark Matter Haloes in COSMOS with Weak Lensing Flexion
目前的结构形成理论预测了星系暗物质晕的特定密度分布，并且利用弱引力透镜，我们可以在几个尺度上探测这些分布。在小尺度上，被称为弯曲的高阶形状失真为弱透镜测量增加了重要的细节。我们在这里提出了第一次检测的星系星系弯曲信号的空间数据，获得使用新的Shaperies管道介绍。我们结合这种高阶透镜信号与剪切约束的平均密度分布的星系透镜在哈勃太空望远镜COSMOS调查。我们还表明，来自附近明亮物体的光可以显着影响屈曲测量。校正透镜光的影响后，我们表明，包括弯曲提供更严格的约束密度分布比单独剪切。最后，我们发现一个平均密度分布符合等温球。
2010-11-28 astro-ph.CO
Three-point galaxy-galaxy lensing as a probe of dark matter halo shapes
提出了一种利用透镜-剪切-剪切三点关联函数测量暗物质晕椭圆率的方法。这种方法是免疫的星系晕错位的影响，可能会限制2点星系星系透镜测量晕各向异性。使用一个简单的模型投影质量分布的暗物质晕，我们构建了一个椭圆估计，总结了所有可能的三角形配置的3点函数。通过应用我们的估计从N体模拟晕，我们发现，系统误差恢复的椭圆率将在<5%的分数水平。我们估计，未来的成像调查，如LSST将有足够的统计数据来检测晕椭圆使用3点透镜。
2014-07-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The galaxy "missing dark matter" NGC1052-DF4 is undergoing tidal disruption
缺乏暗物质的长寿星系的存在对我们理解星系如何形成提出了挑战。在这里，我们提出的证据，解释了缺乏暗物质在这样的星系之一：NGC 1052-DF 4。该系统的深层光学成像探测到了该物体与邻近星系NGC 1035相互作用引起的潮汐尾。由于恒星比暗物质更集中，潮汐剥离将在影响星系中的恒星之前移除相当大比例的暗物质。只有约7%的星系质量是在潮汐尾，这表明NGC 1052-DF 4的恒星现在才开始受到相互作用的影响，而剩余的暗物质的百分比小于1%。这自然地解释了这个星系中暗物质含量低的推断，并使这些类型的星系与我们目前的星系形成模型相一致。
2020-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST high-z galaxy constraints on warm and cold dark matter models
本研究通过对比JWST高红移星系观测与流体动力学模拟，发现现有数据与冷暗物质及mWDM > 2 keV的温暗物质模型均不矛盾，并指出星系光度函数、小尺度相关函数等是区分暗物质模型的有力工具。
2023-02-21 astro-ph.CO hep-th
Two mysterious universal dark matter-baryon relations in galaxies and galaxy clusters
从20世纪70年代开始，人们发现了一些暗物质和重子之间的关系，如塔利-费舍尔关系。然而，在星系中发现的许多关系与在星系团中发现的关系大不相同。在这里，我们报告了两个新的神秘的宇宙关系连接暗物质和重子在两个星系和星系团。第一个关系表明，在“维里区域”内，星系或星系团的总动力学质量$M_{500}$与其重子总质量$M_b$之间存在幂律关系：$M_{500} \propto M_b^a$，其中有$a \approx 3/4$。第二个关系式表明，在中心重子区（$M_d \propto M_b$）内，星系和星系团的封闭动力学质量$M_d$几乎与重子质量成正比。两个星系和星系团中暗物质和重子之间的密切关系表明，除了引力之外，暗物质和重子之间可能存在着某种未知的相互作用。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Searching for Dark Structures: A Comparison of Weak-lensing Convergence Maps and Lensing-weighted Galaxy Density Maps
Seoul National University（首尔大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）；University College London（伦敦大学学院）
通过比较弱引力透镜收敛图与透镜加权星系密度图，识别暗物质密度高于星系密度的暗结构，并为未来暗物质研究提供测试样本。
2026-01-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
The first constraint from SDSS galaxy-galaxy weak lensing measurements on interacting dark energy models
我们首次结合线性和非线性尺度的约束条件来研究暗物质和暗能量之间的相互作用。我们设计了一个新的N体模拟管道的宇宙学模型超越$Λ$ CDM。这条管道是完全自洽的，并打开了一个新的窗口，研究一般的唯象相互作用暗能量模型中的非线性结构的形成。通过比较我们的模拟结果与SDSS星系-星系弱透镜测量，我们能够约束暗能量和暗物质之间的相互作用的强度。与以前的研究相比，使用线性检查，我们指出合理的改进的相互作用强度的约束，通过使用弱透镜的小尺度信息。这种改善主要是由于弱透镜测量在低红移下对非线性结构形成的敏感性。有了这个新的管道，就有可能寻找暗物质-暗能量相互作用的确凿证据。
2019-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Forecasts for Warm Dark Matter from Photometric Galaxy Surveys
我们提出了一个Fisher矩阵预测的热暖暗物质（WDM）粒子的质量从当前（DES类）和未来（LSST类）光度星系调查使用星系角功率谱的敏感性。我们使用修改后的Halo模型来模拟WDM效应的非线性聚类。我们估计，从这个观察单独的下限$m_{\text{wdm}}>647$ \，eV（$m_{\text{wdm}}>126$ \，eV）的LSST（DES）的情况下，可以得到。
2018-08-21 astro-ph.CO hep-ph
The role of Dark Matter interaction in galaxy clusters
我们考虑一个玩具模型来分析暗物质与暗能量背景相互作用对星系团整体旋转的影响，以及与ΛCDM预测相比，它们的暗物质和重子分布之间的不一致。通过遗传算法搜索的相互作用参数。所获得的结果表明，相互作用是一个基本现象，其影响是可检测的，即使在简单的模型的星系动力学。
2012-05-14 astro-ph.CO gr-qc
The Three Hundred Project: Substructure in hydrodynamical and dark matter simulations of galaxy groups around clusters
只有暗物质的模拟能够产生一个$Λ$ CDM宇宙的宇宙结构，在一个更低的计算成本比更多的物理动机流体动力学模拟。然而，目前还不清楚仅用暗物质模拟来再现较小的子结构有多好。为了研究这一点，我们直接比较了流体力学和暗物质模拟中星系团和周围星系群的子结构。我们利用ThreeHundred项目，一套324个星系团的模拟，这些星系团是用流体力学模拟的，并且只在暗物质中模拟。我们发现，暗物质的模拟低估了星系群和星系团的中心相对于流体动力学模拟的数量密度，这种影响是在更密集的地区更强。我们还研究了下落星系群的相空间，以表明仅使用暗物质的模拟将这些星系群中心星系的数量密度低估了约四倍。这意味着坠落群的结构和演化可能与仅用暗物质模拟预测的不同。最后，我们讨论了这种低估的潜在原因，同时考虑到物理效应和分析中的数值差异。
2021-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The galaxy population in cold and warm dark matter cosmologies
我们使用一对高分辨率的N体模拟实现两个暗物质模型，即标准的冷暗物质（CDM）宇宙演化和温暖的暗物质（WDM）的替代品，其中的暗物质粒子是一个1.5 keV的热遗迹。我们将这些模拟与GALFORM半解析星系形成模型相结合，以探讨由此产生的星系种群之间的差异。我们使用GALFORM模型的CDM和WDM的变种，导致在相同的z=0星系恒星质量函数的建设。我们发现，大多数研究的星系属性在这两个模型中具有相同的值，这表明两种暗物质方案都与当前的观测数据同样匹配。即使在低密度区域，CDM和WDM之间的结构形成差异预计是最明显的，星系的性质也只是略有不同。我们发现的局部宇宙中唯一显着的差异是在“局部星系”的星系群中，即模拟银河系类似物周围半径为1至8Mpc的区域。在这样的区域中，我们的WDM模型提供了一个更好的匹配，以观察到的本地星系数计数，是五倍以上的可能性比CDM模型预测子区域内，是空的观察到的本地虚空。因此，一个高度完整的本地体积普查和未来的调查空洞区域可以提供限制的性质暗物质。
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
A new constraint on millicharged dark matter from galaxy clusters
我们从星系团的角度出发，提出了一个关于毫荷电暗物质的新约束。带电暗物质在星系团中随机取向磁场的影响下运动，相应的暗物质密度分布与一致性CDM预测有很大差异，而一致性CDM预测得到了星系团观测的很好支持。随着一个典型的磁场振幅$B=\mathcal O(1)\,μ$ G和暗物质速度$v=\mathcal O(100)\,$公里/秒，在集群半径$R\simeq 1\,$ Mpc，我们要求的电荷$εe$（$e$是基本电荷）的暗物质与质量$m$应绑定为$ε\lesssim 10^{-14}(m/{\rm GeV})$这是比其他以前的约束严格得多。
2016-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining annihilating dark matter mass by the radio continuum spectral data of a high-redshift galaxy cluster
在过去的十年中，湮灭暗物质模型的性质被各种数据所检验，包括γ射线、无线电波、X射线、正电子、电子、反质子和中微子的数据。特别是，大多数研究集中在我们的银河系，附近的星系（如M31星系）或附近的星系团（如天炉座星系团）的数据。在这篇文章中，我们检查档案无线电连续光谱数据的一个相对高红移的星系团（A697集群），以限制的性质湮灭暗物质。我们发现亲轻子湮没通道（$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$）可以与A697星系团的射电连续谱非常好地拟合。
2020-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the cross-section of dark matter with giant radial arcs in galaxy clusters
我们比较的统计和形态的巨型弧在星系团使用N体和非辐射SPH模拟在标准的冷暗物质模型和模拟，其中暗物质有一个不可忽略的相互作用的概率（参数化的截面），即自相互作用的暗物质（SIDM）。我们使用光线追踪技术，在六个不同红移的模拟星系团周围产生统计上大量的弧。由于暗物质是更有可能相互作用的碰撞集群比在放松集群，这种相互作用的概率是最大的密集地区，我们集中我们的分析径向弧（跟踪在中心区域比切向弧的透镜潜力）在星系团经历（或正在经历）一个重大的合并。我们发现，自相互作用的暗物质产生的径向弧比标准的冷暗物质少，但它们平均更放大。我们还认识到电弧形态的差异，这些差异可用于在统计上支持一种模型与另一种模型。
2020-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effect of dark matter halo substructures on galaxy rotation curves
利用一个简单的暗物质成团模型研究了晕子结构对星系自转曲线的影响。一个暗物质晕密度配置文件开发的基础上无标度的性质，导致在星系尺度的子结构的统计自相似分布的集群。用半解析方法导出了这种团块状暗物质密度分布的旋转曲线。结果表明，晕子结构对星系速度场有显著的影响。基于晕的分形几何，这个自洽模型预测了一个NFW样的旋转曲线和无标度的旋转速度波动的功率谱。
2010-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Power spectrum tomography of dark matter annihilation with local galaxy distribution
交叉关联的伽马射线背景与当地的星系目录可能会给严格的限制暗物质湮灭。通过详细描述星系功率谱和天体物理背景，采用马尔可夫链蒙特卡罗模拟，对费米望远镜和2MASS星系表的γ射线数据进行了湮没截面灵敏度的理论估算。特别是，我们表明，采取层析的方法将星系目录分为一个以上的红移切片将提高灵敏度的几个到几个的因素。如果暗物质晕包含大量明亮的子结构，产生大的湮灭增强（例如，对于星系大小的晕，因子为$\sim$ 100），那么人们可能能够探测质量高达$\sim$ 700 GeV的热产生机制的正则湮灭截面。即使有适度的子结构增压（例如，对于星系大小的晕，灵敏度为$\sim$ 10倍），另一方面，对于质量为几十到几百GeV的暗物质，灵敏度仍然可以达到正则截面的三倍。
2014-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Dark Matter Redistribution Explains Galaxy Growth and Rotation Curve Development
观测证据和星系形成的等级理论在暗物质晕的形状、星系特征之间的相关性和星系演化历史等方面存在显著差异。本文介绍了一个修改的分级星系形成理论，假设暗物质进入高椭圆轨道，因此，有效地重新分配期间的星系核活动。加上这个修改，理论更准确地预测了观测到的星系的发展历史和它们的成熟状态。特别是，这个修正预测星系在早期（约70亿至100亿年前）的大小会增长，但质量不会增长，并发展出它们的特征旋转曲线，在大半径处，与预期的开普勒衰退相比，呈现出相对平坦的形状。
2011-05-08 astro-ph.CO physics.gen-ph
Self-Interacting Dark Matter, Core Collapse and the Galaxy-Galaxy Strong Lensing Discrepancy
针对星系团中星系-星系强引力透镜观测截面与冷暗物质预测存在的数量级偏差，研究发现将暗物质子晕内密度分布调整为更陡斜率可缓解该偏差，这类陡斜率可由自相互作用暗物质核坍缩模型解释，推动了相关后续研究。
2024-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter Subhalos in the Ursa Minor Dwarf Galaxy
通过数值模拟，我们研究了小熊座冷恒星团的溶解时间尺度，由于相混合和引力相遇的组合与小熊座晕中的致密暗子结构。我们比较两种情况;一种是暗晕由光粒子的平滑质量分布组成，另一种是暗晕以子结构（subhalos）的形式包含10%的质量。在一个光滑的晕中，如果暗物质晕有一个大的核心，恒星团可以存活一个哈勃时间。相比之下，当添加点质量暗子结构时，团块几乎不能存活\sim 1.5 Gyr。这些结果对矮星系尺度的Λ-冷暗物质假设进行了有力的检验。
2012-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of the Galaxy - Dark Matter Connection and the Assembly of Galaxies in Dark Matter Halos
我们提出了一个新的模型来描述整个宇宙时间的星系-暗物质的连接，这不同于流行的subhalo丰度匹配技术是自洽的，因为它考虑到的事实，即（i）subhalo吸积在不同的时间，和（ii）的属性的卫星星系可能会演变后吸积。利用观测到的星系恒星质量函数、从SDSS星系群星表中得到的$z\sim 0.1$的条件恒星质量函数和$z \sim 0.1$的星系两点关联函数（2 PCF）作为恒星质量的函数，我们将星系与暗物质晕之间的关系限定在从$z \sim 4$到现在的整个宇宙历史中.这个关系，然后被用来预测不同的恒星质量组件的中位数组装历史的暗物质晕（中央星系，卫星星系，晕星）。我们还预测了高$z$星系的2 PCF随恒星质量的变化。我们的主要研究结果如下：（i）我们的模型合理地拟合了观测不确定性范围内的所有数据，表明$Λ$ CDM和谐宇宙学与各种各样的关于宇宙时间内星系人口的数据是一致的。(ii) ... [删节]
2012-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Effect of Coupled Dark Energy on the Alignment between Dark Matter and Galaxy Distributions in Clusters
研究了耦合暗能量（cDE）标量场对星系团中卫星星系排列和物质分布的影响。使用高分辨率的N体模拟LCDM和cDE宇宙学模型，我们计算的概率密度分布的卫星星系和底层的物质分布之间的对齐角度，找到两种情况之间的差异。相对于LCDM，在cDE宇宙学的卫星星系是不太优先位于沿主轴的物质分布，可能会减少与obersevational数据的紧张局势。一个物理解释是，暗物质和暗能量之间的耦合作为一个额外的潮汐力作用在卫星星系上，减少了它们的分布和物质分布之间的一致性。通过基于广义卡方统计量的Wald检验，在99%置信水平下拒绝了两个概率分布来自相同母体的零假设。结论是星系团中星系-物质的排列可以提供一个独特的探测暗扇区的相互作用以及暗能量的性质。
2011-03-30 astro-ph.CO gr-qc
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性，冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数，这样的信息约束冷暗物质（CDM）的性质。我们称这种方法为修正的暗物质（MDM）。特别是，我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数，我们提供了一个理论上的理由，我们的MDM质量配置文件，并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明，CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter-Baryon Separability Predicts the Dynamics of an Almost-Dark Galaxy
Vanderbilt University（范德堡大学）；Harvard University（哈佛大学）
本文扩展暗物质-重子可分离性框架，以近暗星系TTT J1237327+143535为例，推导动力学一致性关系，并联系球状星团与潮汐性质，为暗物质缺乏与重子耗尽系统提供统一描述与检验。
2026-09-11 astro-ph.CO gr-qc
The dark and dusty side of galaxy evolution
在这个简短的，部分的，不完整的和过分自我引用的审查，我将总结一些关键成果，在过去几年中调查的尘埃恒星形成星系和一些令人兴奋的前景即将到来的调查。
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spherical Collapse Approach for Non-standard Dark Matter Models and Enhanced Early Galaxy Formation in JWST
本文利用球塌缩方法研究两类具有非零状态方程的替代暗物质模型对非线性结构形成的影响，并结合JWST观测探讨其提升早期星系形成效率的潜力。
2024-09-07 astro-ph.CO hep-th
Super Interacting Dark Sector: An Improvement on Self-Interacting Dark Matter via Scaling Relations of Galaxy Clusters
自相互作用的暗物质被认为是暗物质最合适的候选者之一。由于它在解决许多天体物理问题，特别是在小尺度结构方面取得了巨大的成功，因此研究该模型具有更重要的意义。在本文中，我们重点介绍了两个以前进行的模拟结果的集群大小的晕与自相互作用的暗物质，并介绍了一个新的函数的星系团的密度分布，它可以完美地描述这些模拟的结果。这种密度分布有助于找到速度分散分布以及团簇质量与浓度参数之间的关系。利用这些关系，我们研究了星系团的两个标度关系，即质量-速度色散关系和质量-温度关系。标度关系显示，在自相互作用的暗物质模型中，晕的质量比标准的非相互作用模型在任何固定温度下预测的质量都要大。我们还研究了一个混合相互作用模型的质量-温度关系，该模型是自相互作用暗物质的思想与另一个暗扇区模型的结合，其中暗物质粒子的质量是根据它与暗能量的相互作用来确定的。这种超级相互作用暗扇区（SIDS）模型可以将质量-温度关系改变为与非相互作用模型具有相同结果的修改形式。最后，我们给出了用单位质量暗物质粒子横截面值来描述该相互作用模型常数的定量表达式。
2021-10-28 astro-ph.CO gr-qc
The shape of galaxy dark matter halos in massive galaxy clusters: Insights from strong gravitational lensing
我们评估有多少未使用的强透镜信息是可用于深\emph{Hubble Space Telescope}成像和VLT/MUSE光谱的\emph{Frontier Field}集群。作为初步研究，我们分析了星系团MACS\，J 0416.1 -2403（$z$ $=$ $0.397$，$M(R<200\,{\rm kpc})$ $=$ $1.6$ $\times$ $10^{14}\msun$），它有141个光谱红移的多重图像。我们发现，在一个集群质量模型中的许多额外的参数可以被约束，即使是少量的额外自由的模型可以显着提高其品质因数。我们利用这些信息来约束星系团成员星系周围的暗物质的分布，同时也约束星系团的大尺度质量分布。我们发现了一些初步的证据，表明一些星系的暗物质与它们的恒星有着惊人的相似的椭圆率（不像在野外，它更像是球形的），但是它的方向经常是不一致的。当考虑非重合的暗物质和重子晕时，模型的精度提高了35%.这项技术可能提供一种新的方法来研究星系落入大质量星系团时暗物质从星系中剥离的过程和时间尺度。通过分析剩余的五个\emph{Frontier Field}集群，我们的初步结论将更加可靠。
2018-04-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The non-gravitational interactions of dark matter in colliding galaxy clusters
星系团之间的碰撞提供了对作用于暗物质的非引力的测试。暗物质在“子弹团碰撞”中没有减速，这限制了它在长程作用力下的自相互作用截面σ_DM/m <1.25 cm 2/g（68%置信限）。利用钱德拉和哈勃太空望远镜，我们现在已经观测到72次碰撞，包括“大”和“小”合并。结合这些测量统计，我们检测到暗质量的存在在7.6σ的显着性。暗物质的位置在5.8+/-8.2 kpc的关联恒星范围内保持紧密排列：这意味着自相互作用截面σ_DM/m < 0.47 cm 2/g（95% CL），并且不利于对标准模型的一些建议扩展。
2015-04-13 astro-ph.CO hep-ph
Testing self-interacting dark matter with galaxy warps
自相互作用暗物质（SIDM）是无碰撞暗物质的一种可能替代物。如果暗物质确实有自相互作用，我们就可以预期，当星系穿过暗物质介质时，会导致无碰撞恒星与星系的暗物质晕分离。对于排列在圆盘中的恒星，这将产生U形弯曲。这种弯曲的大小取决于SIDM截面、自相互作用的类型、星系和背景的相对速度、晕结构和暗物质介质的密度。在本文中，我们通过这个信号对长程（光介质）暗物质自相互作用设置了约束。我们首先测量斯隆数字巡天中$3,213$边缘盘星系的U形翘曲。然后，我们正向模型的预期翘曲从SIDM星系的基础上，通过结合模型的晕结构，密度和速度场重建，和模型的暗物质相互作用。我们没有发现任何证据表明，从SIDM的翘曲的贡献。我们的约束是高度依赖于我们的星系的不确定的速度：对于一个归一化的卢瑟福一样的横截面，我们发现$\tildeσ/m_{\rm{DM}} \lesssim 3\times 10^{-13}~\rm{cm}^2/\rm{g}$在固定的速度$v = 300~\rm{km/s}$ -一个边界，规模大致线性增加$v$。在附录中，我们将这些边界转化为动量传递截面的极限，得到$σ_T(300~\rm{km/s})/m_{\rm{DM}} \lesssim 0.1~\rm{cm}^2/\rm{g}$。[删节]
2020-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping Extragalactic Dark Matter Annihilation with Galaxy Surveys: A Systematic Study of Stacked Group Searches
星系群和星系团周围的晕中的暗物质可以湮灭为高能光子。最近在星系群星表构建方面取得的进展为暗物质提供了数千个潜在的河外目标。在本文中，我们概述了一个程序来推断与一个给定的星系群相关的暗物质信号。将这个过程应用到源目录中，可以创建一个附近宇宙中最亮的河外暗物质目标（$z\lesssim 0.03$）的全天图，补充本星系群中暗物质湮灭的源。与在矮星系中寻找暗物质一样，这些河外目标可以堆叠在一起，以增强与暗物质相关的信号。我们验证这个程序模拟$\textit{Fermi}$伽马射线数据集使用的星系目录构建的$\texttt{DarkSky}$ $N$体宇宙学模拟，并证明了该限制是强大的，在$\mathcal{O}(1)$水平，系统的不确定性晕质量和浓度。我们还量化了分析和建模假设所产生的系统不确定性的其他来源。我们的研究结果表明，堆叠分析使用星系群目录提供了一个强大的机会，发现河外暗物质和补充现有的研究银河系矮星系。
2018-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
