Dust Grain Growth at High Redshift: Starburst-driven CMB-Dark Supershells
我们提出了一个新的方案，在高红移星系（$z\sim 6$）的尘埃颗粒的增长。在我们的模型中，来自大质量星团的机械反馈在高密度的预富集介质中演化，允许将大量物质堆积成大质量的超壳层。如果超壳层内的气体金属丰度（$\geq$ Z $_{\odot}$）、数密度（$\geq 10^6$ cm $^{-3}$）和尘埃与气体的质量比（$\sim 1/150 \times Z$）足够大，这样的超壳层可能会变得光学厚，以至于从它们的主星团发出的星光，甚至宇宙微波背景辐射（CMB）。半解析模型的基础上，我们认为，这种机制，发生在大规模（$\geq 10^7$ M $_{\odot}$）的情况下，分子云托管$\geq 10^6$ M $_{\odot}$星团，允许大量的气体和尘埃获得的温度低于CMB，因此尘埃颗粒的生长可能会发生轻松。在总恒星质量为$M_{*}$的星系中，超壳层内的颗粒生长可能会使尘埃质量增加$\sim 10^6$ M $_{\odot}$ $(M_{*}/10^{8}$ M $_{\odot}$）。
2021-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
What is the amount of baryonic dark matter in galaxies?
本文重新评估星系尘埃质量估算，指出当前模型存在缺陷，忽略大尘埃颗粒和宏观天体，提出尘埃型重子暗物质丰度可能比之前假设高一个数量级甚至更多，黑洞也可能有显著贡献，当前星系模型无法可靠估算重子质量。
2024-11-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Speeding up the universe using dust with pressure
我们修正了宇宙学标准模型，假定物质，即重子和冷暗物质，表现出非零的压力模仿宇宙学常数的影响。特别是，我们提出了一个标量场拉格朗日$\mathcal L_1$的物质与拉格朗日乘子作为约束的引入。我们还增加了一个对称性破缺的有效潜力占经典的宇宙学常数问题，通过添加第二拉格朗日$\mathcal{L}_2$。研究了标量场$φ\rightarrowφ+c^0$的位移对称性所引起的Noether电流，证明了$\mathcal{L}_1$与标量场$φ$是独立的.此外，我们发现，一个积极的赫尔穆特自由能自然导致负压，而不需要手工引入任何暗能量项。面对的微调问题，我们调查了两个阶段：之前和之后的过渡，由于对称性破缺。我们提出，在过渡暗物质抵消了量子场真空能量效应。这个过程导致了一个负的恒压，其大小只由重子决定。压力和物质密度的数值边界与当前的观测结果一致，缓解了巧合问题。最后，假设浴和我们的有效流体之间的热平衡，我们估计暗物质候选者的质量。对于固定的自旋和温度，我们的数值结果似乎与最近对WIMP质量的预测是一致的。特别是，我们预测可能的候选人，其质量范围内的跨度$0.5-1.7$ TeV。
2018-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Galactic constraints on spinning primordial black hole dark matter from interstellar dust heating
School of Physics and Physical Engineering, Qufu Normal University（曲阜师范大学物理与光电工程学院）
研究利用尘埃加热机制，通过纳入PBH自旋并考虑五种晕模型，计算光子光谱，探究对暗物质密度分布约束的依赖性，得出不同自旋参数、晕模型及质量函数下的约束结果，提供了补充性暗物质约束。
2026-09-15 astro-ph.CO
KiDS-DR5: Exploring dust transport in dark matter halos of galaxies
Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（天体物理中心 | 哈佛与史密森学会）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）
本研究利用KiDS-DR5数据联合建模多波段星等偏移和引力透镜信号，测量星系暗物质晕质量与尘埃含量，发现恒星质量与尘埃质量呈线性关系，但比模型预测更平坦，表明尘埃反馈机制需改进。
2026-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Primordial Planets Explain Interstellar Dust, the Formation of Life; and Falsify Dark Energy
Gibson/Schild 1996年的流体重力动力学（HGD）宇宙学预测了原球状星团中地球质量行星的PGC团块在约30万年前从等离子体中分裂出来。原星系保留了第一次粘性引力等离子体碎裂时的~0.03百万年重子密度。这些气体行星的合并迅速形成了恒星，这些气体行星被第一批恒星和它们的超新星在~ 0.33百万年时产生的化学物质C，N，O，Fe等播种。热的氢气行星在水临界温度647 K，约200万年时，将种子氧化物还原为金属岩石核上的热水海洋。合并的行星和卫星承载了第一个有机化学和第一个生命，通过（HGD）双星合并恒星形成机制（生物大爆炸）产生的彗星分布到宇宙大爆炸的10^80颗行星上。因此，由霍伊尔/维克拉马辛哈彗星-胚种论机制分布的生命在整个宇宙时空中的合并行星的宇宙学原始汤中进化。HGD宇宙学的行星为天体生物学提供了一个原始的天体物理学起源。对地球上复杂生命的观察，证伪了暗能量和冷暗物质的概念，使得和谐ΛCDMHC宇宙学变得过时。星系的暗物质主要是原球状星团中的原始行星，每颗恒星有30，000，000颗行星（不是8颗！）。在星际尘埃中观察到的复杂有机化学物质是由这些行星上的生命形成的，并由它们的彗星分布。
2011-12-15 astro-ph.CO
A Unified Cosmological Dark Sector from a Bose-Einstein Condensate
本文提出由轻玻色子BEC统一产生冷暗物质与暗能量，分析量子势及重子量子反作用对BEC质量的决定作用，并用物理条件和近期观测数据加以约束。
2023-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Brightest Galaxies in the Dark Ages: Galaxies' Dust Continuum Emission During the Reionization Era
虽然一半的宇宙星光被尘埃吸收，并以长波长（3 $μ$ m-3 mm）再辐射，但与静止坐标系紫外和光学星系光度函数相比，红外到毫米星系光度函数（IRLF）的约束很差，特别是在z> 2.5时。在这里，我们提出了一个后向演化模型解释数计数，红移分布，并在红外和亚毫米天空的跨带通量密度的相关性，从70 $μ$ m-2毫米，使用的IRLF的再电离时代的模型。模拟亚毫米波地图是通过注入源根据规定的IRLF和流量密度从模型光谱能量分布，反映了在$0<z<5$尘埃恒星形成星系（DSFG）中观察到的SED的分布。我们探讨了两个极端的假设案例研究：一个尘埃贫乏的早期宇宙模型，其中DSFGs的贡献可以忽略不计（$<$ 10%）的综合恒星形成率密度在$z>4$，和一个交替的尘埃丰富的早期宇宙模型，其中DSFGs占主导地位的$\sim$ 90%的$z>4$恒星形成。我们发现，目前的submm/mm数据集并没有明确排除这些极端的模型。我们认为，未来的调查在2毫米将是至关重要的测量IRLF超过$z\sim4$。在本文中开发的模型框架作为一个独特的工具，多波长红外/亚毫米河外数据集的解释，并将使更精细的约束IRLF比可以从直接测量单个星系的综合尘埃排放。
2018-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST Lensed quasar dark matter survey II: Strongest gravitational lensing limit on the dark matter free streaming length to date
本文利用JWST对9个强透镜类星体热尘埃辐射的流量比测量，结合窄线数据约束暗物质晕质量函数，得到迄今最强的引力透镜暗物质自由流长度限制，对应热产生暗物质粒子质量下限6.1 keV。
2024-05-02 astro-ph.CO
Modelling non-dust fluids in cosmology
目前，构造形成的数值模拟大多采用牛顿重力场。当模拟无压暗物质或“尘埃”时，这种方法给出了比宇宙视界小得多的尺度的正确结果，但对于流体有压力的情况，情况不再如此。本文给出了牛顿微扰论和宇宙学扰动理论中微扰的对应关系，对无压物质给出了精确的数学等价性，对有压物质给出了相对论修正。作为一个例子，我们研究了具有非零压力扰动的标量场暗物质的情况。我们讨论了使用牛顿数值模拟和CMB Boltzmann代码演化该模型中的扰动时可能出现的一些问题。
2012-12-04 astro-ph.CO
The Dark Energy Survey Supernova Program results: Type Ia Supernova brightness correlates with host galaxy dust
对Ia型超新星（SNe Ia）的宇宙学分析通常假设颜色和光度之间存在单一的经验关系（$β$），并且不能解释主星系尘埃的变化特性。然而，从对大样本星系中的尘埃的研究中，人们知道尘埃的衰减可能会有很大的变化。在这里，我们利用国家的最先进的建模的星系属性来表征尘埃参数（尘埃衰减$A_V$，和参数描述的尘埃定律斜率$R_V$）的暗能量调查（DES）SN Ia主机星系使用公开可用的\texttt{BAGPIPES}代码。仅利用宿主的光学和红外数据，我们发现了影响SN Ia宇宙学的宿主尘埃的三个关键方面：（1）范围大（$\sim1-6$）2）高恒星质量宿主的$R_V$平均值$\sim0.7$低于低质量宿主的$R_V$平均值3）存在显著的（$>3σ$）红Ia超新星的哈勃图残差之间的相关性，当校正后减少了$\sim13\%$的散射和“质量阶跃”对$\sim1σ$的意义。这些代表了对最近基于尘埃的预测的独立确认，这些预测试图解释超新星Ia分析中令人困惑的“质量阶跃”和内在散射（$σ_{\rm int}$）。我们还发现，红序星系的平均尘埃律斜率分布较低和更多的高峰相比，非红序星系。我们发现，当分别对红序星系和所有其他星系宿主进行测定时，Ia型超新星$β$和$σ_{\rm int}$都相差$>3σ$。拟合的主- $R_V$和SN Ia $β$ \& $σ_{\rm int}$之间的一致性表明，主尘埃特性…
2022-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on Obscured Star Formation in Host Galaxies of Gamma-ray Bursts
本文介绍了利用澳大利亚望远镜紧凑阵列对伽马射线暴（GRB）990705、021211、041006和051022的四个宿主星系进行16厘米波段连续观测的结果。在任何一个宿主星系中都没有发现射电辐射。从主星系的射电观测中得出的恒星形成率的2 σ上限分别为23、45、27和26兆太阳/年，这比从紫外/光学观测中得出的结果低10倍，表明它们没有明显的尘埃遮蔽恒星形成。伽玛暴021211和051022被称为所谓的“暗伽玛暴”，我们的结果意味着暗伽玛暴并不总是发生在被尘埃笼罩的星系中。由于在GRB 021211的余辉中没有观察到大的尘埃消光，我们的结果{ \bf建议的可能性}暗伽玛暴的原因是光学余辉的内在微弱。另一方面，考虑到在GRB 051022的余辉中观察到的高柱密度，暗GRB的可能原因是GRB视线中的尘埃消光。
2012-01-26 astro-ph.CO
Boiling After the Dust Settles: Constraining First-Order Phase Transitions During Dark Energy Domination
本研究通过分析相变涨落对CMB光子传播的各向异性影响（类似积分萨克斯-沃尔夫效应），对暗能量主导时期的一阶相变施加了比哈勃膨胀率测量更紧的约束，并给出了具体参数限制。
2025-09-08 astro-ph.CO hep-ph
Scalar field power-law cosmology with spatial curvature and dark energy-dark matter interaction
利用WMAP 5 +BAO+SNIa组合数据集和WMAP 5数据集的观测数据，研究了尺度因子是时间的幂函数的晚期闭合宇宙. WMAP 5数据给出了幂律指数，$α= 1.01$与以前研究的$H(z)$数据一致，而组合数据给出了$α=0.985$。考虑标量场暗能量和尘埃流体在幂律宇宙中的演化，我们得到了场势、场解和状态方程参数。除了非相互作用的情况，暗物质衰变为暗能量也是允许的。在标量场势中，运动学膨胀项对尘埃项和曲率项的支配作用的时间尺度约为5.3 ~ 5.5 Gyr。相互作用的影响是略微降低标量势的高度和略微向右移动势曲线到稍后的时间。发现相互作用拉格朗日项的质量势函数是指数衰减函数。
2012-08-13 astro-ph.CO
GRB 090417B and its Host Galaxy: A Step Towards an Understanding of Optically-Dark Gamma-Ray Bursts
GRB 090417 B是一个异常长的爆发，其T_90持续时间至少为2130 s，在能量为15-150 keV的多峰光变曲线。它在光学上是黑暗的，并且与一个红移为0.345的明亮恒星形成星系有关，该星系与银河系大致相似。这是为数不多的几个被清楚地确定为暗伽马射线暴的宿主星系的案例之一，因此是研究暗暴起源的理想候选者。我们发现，GRB 090417 B的黑暗性质不能解释的高红移，不完整的观察，或不寻常的物理在生产的余辉。假设标准的相对论火球模型的余辉，我们发现，光通量是至少2.5 mag比预测的X射线通量。雨燕/XRT X射线数据与余辉被一层致密的局部尘埃所掩盖的情况是一致的，这层尘埃沿着视线距离爆发大约30-80 pc。我们的研究结果表明，这个尘埃片赋予消光的A_V >~ 12等，这是足以解释丢失的光通量。GRB 090417 B是一个伽马射线暴的例子，由于其宿主星系中的局部尘埃结构而变暗。
2010-05-10 astro-ph.CO
Cosmological nonlinear structure formation in full general relativity
我们使用标准的广义相对论代码在球对称的宇宙学方案进行数值演化。我们集中在两种不同的情况：初始物质分布是均匀的和各向同性的，和扰动的那些尊重球对称。作为物质模型，我们考虑了无压理想流体（即尘埃）的情况，以及围绕势的最小值振荡的真实大质量标量场的情况。在宇宙学文献中，这两种物质都被认为是可能的暗物质候选者，尘埃与标准的冷暗物质范式密切相关。我们确认，在线性政权的扰动与这些类型的物质增长基本上是相同的方式，主要的区别是，在一个标量场的情况下，动力学引入一个截止的功率谱的密度扰动的尺度可比的康普顿波长的字段。我们还遵循的演变远远超出了线性政权表明，这两种模式都能够形成结构。特别是，我们发现，一旦在非线性制度，微扰崩溃速度更快的宇宙占主导地位的尘埃。相对于标准的冷暗物质，这有望延迟标量场暗物质场景中第一结构的形成。
2014-11-26 astro-ph.CO gr-qc
Dust-driven wind from disk galaxies
我们研究尘埃颗粒上的辐射压力驱动的盘状星系的气体外流。我们包括的效果，隆起和暗物质晕，并表明，这样的外流的存在意味着一个最大值的光盘质光比。我们表明，终端风速是成比例的磁盘旋转速度在一个冷的气体流出的限制，并在一般情况下，有一个气体声速的贡献。利用尘埃颗粒的平均不透明度和一个简单的恒星星族的光度的演变，我们然后表明，风终端速度（$v_\infty$）的比率星系旋转速度（$v_c$）的范围之间的$2 \hbox{--} 3$为一个时期的$\sim 10$万年恒星形成后，它迅速衰减。该结果与任何自由参数无关，仅取决于恒星星族的亮度以及盘与暗物质晕参数之间的关系。我们简要地讨论了我们的研究结果的可能影响。
2011-08-15 astro-ph.CO
Generating and Analyzing Constrained Dark Energy Equations of State and Systematics Functions
一些进入宇宙学分析的函数，如暗能量状态方程或系统不确定性，是红移的未知函数。为了包含它们而不假设特定的形式，我们导出了一种有效的方法，用于生成受某些边界或物理条件约束的所有可能函数的实现，例如对于quintessence，w \in [-1，+1]。该方法是最优的，在这个意义上，它是纯粹的和完整的填充主成分的允许空间。该技术适用于传播超新星人口漂移和尘埃校正和校准的系统不确定性，通过宇宙学参数估计和偏见的星等红移哈勃图。我们确定的红移和波段的特定范围内，由于人口的演变和尘埃校正，可以实现超新星系统学的最大改进。
2010-01-26 astro-ph.CO
Non-Standard Grain Properties, Dark Gas Reservoir, and Extended Submillimeter Excess, Probed by Herschel in the Large Magellanic Cloud
目的：在本文中，我们进行详细的建模LMC的斯皮策和赫歇尔观测，以便：（i）系统地研究影响尘埃质量估计的不确定性和偏差;和（ii）探索LMC特有的ISM属性。研究方法：为了实现这些目标，我们模拟了空间分辨的SED与两个交替的颗粒成分，研究不同的亚毫米级的不透明度对尘埃质量的影响。我们严格传播的观测误差（噪声和校准）通过整个拟合过程，以获得一致的参数不确定性。结果如下：首先，我们表明，使用综合SED导致低估的尘埃质量的~ 50%相比，获得足够的空间分辨率的值，为我们研究的区域。一般来说，这可能是未解决的星系的情况。其次，我们表明银河系类型的颗粒产生的气体与尘埃质量比根据大麦哲伦云中元素丰度似乎可能产生的更高。空间分析表明，这种困境是一个特殊的属性的结果：平均而言，LMC的颗粒具有更大的内在submm不透明度（发射率指数β ~1.7和不透明度kappa_abs（160微米）=1.6 m2/kg）比银河系。通过研究气体-尘埃质量比的空间分布，我们能够将看不见的气体质量的分数限制在~ 10%和~ 100%之间，并表明这不足以解释用银河系类型颗粒获得的气体-尘埃质量比。最后，我们确认检测到500微米的扩展发射过量，平均相对振幅为~ 15%，变化高达40%。这一过量的尘埃粒子数与尘埃物质的表面密度有很好的关系。虽然我们不知道这种过剩的起源，我们表明，这是不太可能的结果非常冷的尘埃，或CMB波动。
2011-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST Lensed Quasar Dark Matter Survey III: Dark Matter Sensitive Flux Ratios and Warm Dark Matter Constraint from the Full Sample
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；The University of Tokyo（东京大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Millennium Institute of Astrophysics（天体物理千年研究所）；California Polytechnic State University（加州州立理工大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Southampton（南安普顿大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学卡弗里研究所（WPI））；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
利用JWST观测，通过分析强引力透镜类星体的暖尘发射通量比，研究暗物质粒子性质及暖暗物质约束。
2025-11-20 astro-ph.CO
Superconducting Dark Matter
将最近提出的模拟暗物质和暗能量尘埃模型推广到U（1）荷电规范标量场.这种扩展通过希格斯机制产生了光子的质量。该光子质量的平方与DM能量密度成比例。因此密集的DM环境可以屏蔽暗矢量力量。在无旋流体状DM的这种计量延伸中存在相当大的自由度。这种自由使人们能够模拟超导的经典伦敦方程，或者获得在物质主导的年代中保持恒定的光子质量。
2017-12-29 astro-ph.CO
The Elusive ISM of Dwarf Galaxies: Excess Submillimetre Emission and CO-Dark Molecular Gas
赫歇尔矮星系巡天利用赫歇尔空间天文台50至550亩窗口的远红外成像和亚毫米成像光谱和光度观测，调查恒星形成活动与矮星系贫金属气体和尘埃的相互作用。新的Herschel和MIR Spitzer数据很好地约束了尘埃SEDs。在金属丰度低的星系中经常发现亚毫米的过量，如果追踪非常冷的尘埃，将突出显示在某些情况下不容易调和的大尘埃质量，因为金属丰度低，预期的气体与尘埃质量比。在探测低密度电离气体、HII区和光解离区的FIR精细结构谱线（63和145 μ OI，158 μ CII，122和205 μ NII，88 μ OIII）上也绘制了星系图。虽然在赫歇尔任务的早期，我们已经可以看到，与早期的研究一起，贫金属ISM中的线比与富金属星暴环境中的线比明显不同。在矮星系中，L[CII]/L（CO）（>10^4）至少比大多数富含金属的星暴星系大一个数量级。增强的[CII]来自更大的光解区域，其中H2，不被CO追踪，可以存在。在矮星系中，88 μ [OIII]线通常在整个星系尺度上主导FIR线发射，而不是158 μ [CII]线，后者是富金属星系中主导FIR冷却线。所有FIR线一起可以贡献L（TIR）的1%至2%。赫歇尔矮星系巡天将提供关于低金属丰度星系中尘埃和气体性质的统计信息，阐明矮星系中亚毫米过量的起源，并帮助确定（[CII] +CO）到H2的转换因子，从而为星系的化学演化模型提供观测约束。
2011-05-13 astro-ph.CO
Dust Content, Galaxy Orientations, and Shape Noise in Imaging Surveys
我们发现，在盘星系的尘埃吸收导致的颜色和方向依赖的质心移动，这是预期可观察到的多波段成像调查。这种质心移动是一个有趣的新探测器，它包含了天体物理学和宇宙学相关的信息：它可以用来探测大样本星系的尘埃含量，并减少形状噪声，由于盘星系的倾斜弱透镜剪切。具体来说，我们发现，数据集可比CFHTLenS，暗能量调查（DES）或超Suprime-Cam（HSC）调查应该提供一个灰尘测量几百个星系每平方度。相反，如果知道尘埃的光学厚度，这种技术将显著降低样本中最亮星系的形状噪声（信噪比大于几百），从而增加它们对弱透镜剪切测量的相对重要性。
2015-06-10 astro-ph.CO
Constraining super-critical string/brane cosmologies with astrophysical data
我们讨论了非常规的暗能量模型与高红移超新星、遥远星系和重子振荡的数据的拟合。这些模型是基于膜宇宙学或刘维尔弦，其中弛豫暗能量是由一个滚动的量子场（Q-宇宙学）。这种宇宙学的特点是可能存在有效的四维负能量尘埃和/或暗物质的奇异尺度。我们发现了当前时代负能量尘埃的证据，以及对能量密度的外来标度（a^{-delta}）贡献的证据，delta = 4，这可能是由于暗物质与Q宇宙学模型中的介子耦合。我们的结论是，Q-宇宙学适合的数据同样很好的LambdaCDM模型的参数范围内，一般预期从理论上考虑。
2009-09-28 astro-ph.CO
