Dark Matter-Induced Baryonic Feedback in Galaxies
本研究通过星系模拟与解析估计提出，暗物质在白矮星内聚集并触发Ia型超新星，可形成区别于普通超新星反馈的新型重子反馈，从而改变星系结构。
2024-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Coupling dark-baryonic matter density profile for vacuum decay scenarios
从真空衰变对暗物质演化的影响出发，推导了真空衰变定律的相互作用模型的宇宙学结果。在这里，重子物质也被认为是与暗物质引力耦合的流体。用宇宙结构增长率的观测数据对该模型进行了详细的分析。由于考虑了原初复合和重子分量上的主要物理过程，理论上的增长率得以遵循。作为一个补充约束，该模型与观测到的CMB-BAO比以及星系团的气体质量分数进行了比较。我们找到了暗物质$Ω_{d0} = 0.269 ^{+0.023}_{-0.023}$和衰变参数$ε= 0.02 ^{+0.04}_{-0.05}$的最佳拟合值。
2017-11-24 astro-ph.CO
Relative velocity of dark matter and baryonic fluids and the formation of the first structures
在复合的时候，重子和光子退耦，重子流体中的声速从相对论速度下降到氢原子的热速度。这小于通过线性微扰理论计算的重子和暗物质的相对速度，因此我们推断，相对于由暗物质产生的潜在势阱，存在重子的超音速相干流。因此，大尺度速度流对小尺度扰动（在重子金斯尺度附近）的平流对第一重子结构的形成是重要的。这种效应在宇宙学扰动理论方程中包含一个二次项，因此没有被包括在基于线性微扰理论的研究中。我们发现，相对运动抑制的丰度的第一绑定对象，即使只调查暗物质晕，并导致其空间分布的质的变化，如引入尺度依赖的偏见和随机性。我们讨论了高红移星系团簇和再电离的可能观测到的影响。
2010-10-18 astro-ph.CO
Modified holographic Ricci dark energy coupled to interacting dark matter and a non interacting baryonic component
我们研究了一个充满相互作用暗物质、修正的全息Ricci暗能量（MHRDE）和一个去耦合重子分量的Friedmann-Robertson-Walker宇宙，利用哈勃数据对宇宙参数进行了估计，得到宇宙年龄为$13.17 {\rm Gyr}$，并表明与全息Ricci暗能量（HRDE）情况相比，修正的全息Ricci暗能量（MHRDE）不存在低红移宇宙年龄问题.我们用Union 2数据集约束参数，并与哈勃数据进行对比。我们还研究了暗能量在早期的行为，考虑到在重组时代和/或在大爆炸核合成中发现的严重限制。非相互作用重子物质的加入使得$z_{t} \sim {\cal O}(1)$处的暗能量突然发生变化，这意味着$Ω_x (z\simeq 1100) =0.03$，因此Planck和CMBPol实验预测的暗能量边界对于MHRDE模型比HRDE截断的情况更有利.对于前一个模型，我们还得到了在高红移时，暗能量的分数在0.006 ~ 0.002之间变化，那么只要$Ω_{x}(z\simeq 10^{10})<0.21$束缚态保持不变，大爆炸核合成时期的$Ω_x $的量不会干扰宇宙中氦的观测丰度。
2013-01-13 astro-ph.CO gr-qc physics.space-ph
A test of linearity of the ratio of dark matter to baryonic matter in galaxy clusters
我们寻找一个线性的比率的暗物质重子物质作为半径的函数的星系团，最近的结果由Lovas（arXiv：2206.11431），谁发现了这样的线性度为一个不同的套件中的星系的样本。在我们的分析中，我们使用了来自HIFLUGCS样本的54个非冷核心集群的样本。我们没有发现任何证据表明，上述比例作为单个集群半径的函数呈线性趋势。然后，我们对堆叠的样品重复该分析，其也没有显示出这种线性。因此，洛瓦斯发现的线性标度并不是所有尺度下暗物质晕的普遍性质。
2023-02-01 astro-ph.CO
The baryonic self similarity of dark matter
宇宙学模拟表明，暗物质晕具有特殊的自相似性质。然而，晕的相似性受到重子反馈的影响，由超新星注入的动量重新塑造的暗物质核心，并将其转化为一个平坦的密度核，与重子反馈施加的标度长度。此外，重子反馈也强加了一个平衡条件，当与强加的重子标度长度耦合时，诱导了一种新的相似性。新的自相似解意味着由暗物质产生的加速度是无标度的，这反过来又意味着在参考半径处的重子加速度也是无标度的。恒定的暗物质和重子加速在一个参考半径已有效地观察到一个大类不同的星系，这是在支持这种方法。新的自相似性质意味着在较大距离处的总加速度是无标度的，在暗物质和重子主导区之间的转变发生在恒定加速度处，并且在较大距离处定义速度曲线振幅的速度曲线的最大值与$M^{\frac{1}{4}}$成比例。这些结果表明，在这个自相似模型中，冷暗物质是符合MOND现象的基本星系。与观测结果相一致，自相似模型与MOND模型的一致性有望在星系团尺度上被打破。一些数值实验表明，在原点附近的密度的行为是密切近似的Einasto轮廓。
2014-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predictions for the sky-averaged depth of the 21cm absorption signal at high redshift in cosmologies with and without non-baryonic cold dark matter
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）
研究预测高红移宇宙中无非重子冷暗物质时21厘米吸收信号比有暗物质时大约2倍，提示可能需要扩展引力理论替代暗物质解释。
2018-08-07 astro-ph.CO hep-ph
Baryonic Dark Matter
我们研究了标准模型的一个简单推广，其中重子数是一个局域规范对称性，宇宙中的冷暗物质可以用重子数的费米子场来描述。我们把这种情况称为“重子暗物质”。候选暗物质的稳定性是低尺度下重子数自发破缺的自然结果，不需要额外的离散对称性。详细讨论了遗迹密度的约束和直接探测的预测。我们简要地讨论了这个模型的可检验性使用大型强子对撞机数据和暗物质实验的可能结果之间的相关性。
2014-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Modified Dark Matter: Relating Dark Energy, Dark Matter and Baryonic Matter
修正的暗物质（MDM）是受引力热力学启发而提出的暗物质的唯象模型。对于一个正宇宙学常数（$Λ$）的加速宇宙，这种唯象的考虑导致了与$Λ$相关的临界加速参数的出现。这种临界加速度是MDM的一种有效的唯象表现，在星系自转曲线中的暗物质和重子物质之间的相关性中可以发现。由此产生的MDM质量配置文件，这是敏感的$Λ$，与观测数据在银河系和集群尺度是一致的。特别是，相同的临界加速度出现在银河系和集群数据拟合的基础上MDM。此外，使用一些强大的定性参数，MDM似乎在宇宙尺度上工作得很好，即使定量研究仍然缺乏。最后，我们评论修改后的暗物质，这可能会导致新的非粒子唯象学，并可能解释为什么，到目前为止，暗物质检测实验未能检测到暗物质粒子的量子的某些非局部方面。
2017-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Weakening dark-matter cusps by clumpy baryonic infall
我们认为，作为一个简单的和极端的模型的重子物理（忽略了在重力的大规模结构形成的模拟）对暗物质的影响，一个大质量的团块落入暗物质晕。我们发现，这样一个下沉的团块在改变晕的结构和降低其中心密度方面是非常有效的：一个质量为晕质量1%的团块可以从内晕中去除大约两倍的质量，并将尖点转变为核心或较弱的尖点。如果这个团块随后被移走，模仿银河风，中心晕的密度会进一步降低，从内晕移走的质量会加倍。更轻的团块甚至更有效：移除的质量与团块质量的比率朝向更小的团块质量略微增加。初始暗物质速度的径向各向异性越大，这个过程就越有效。虽然这样的星系坍缩可能有些不现实，但它表明重子只需要通过动力学摩擦将其初始能量的一小部分转移到暗物质中，就可以解释预测的暗物质密度分布与从暗物质占主导地位的星系的观测中推断的密度分布之间的差异。
2011-05-20 astro-ph.CO
Evolution of mass and velocity filed in comic web: comparison between baryonic and dark matter
我们在基于网格的宇宙流体动力学模拟中研究了自$z=5$以来宇宙网的演化，重点研究了重子和冷暗物质的质量和速度场。以密度潮汐张量作为网识别的主要方法，并采用$λ_{th}=0.2-1.2$。重子物质和暗物质的演化趋势相似，但也存在一定的差异。岩席出现较早，其大规模的格局可能是由$z=3$建立的。就质量而言，细丝取代了薄片，成为$z\sim2-3$的主要塌缩结构。在$z<~2$中，纤细的细丝彼此组装形成突出的细丝。根据片框架的结构，宇宙发散速度$v_{div}$在z=3时已经发展到2-3 Mpc以上。之后，卷曲速度$v_{curl}$随着长丝的上升而急剧增长，变得与$v_{div}$相当，对于$z=0$的$<2-3 Mpc$。$v_{curl}$的尺度特性可用分层湍流模型描述。重子物质场中的涡度与剪切张量本征矢的排列类似于暗物质，并且在$\vecω$与$\vec{e}_1$，以及$\vec{e}_3$之间的排列更强。与暗物质相比，在暗丝和团簇中发现的重子物质要少一些，并且在$2-3 Mpc$以下，它的涡度发展得更明显。这些差异可能被低估，由于有限的分辨率和缺乏恒星形成在我们的模拟。简要讨论了$z\sim2-3$过密区优势结构的变化对星系形成和演化的影响。
2017-02-22 astro-ph.CO
Cosmological simulations of the same spiral galaxy: connecting the dark matter distribution of the host halo with the subgrid baryonic physics
本研究通过对比同一暗物质晕的暗物质-only与五种不同重子物理方案的流体模拟，揭示重子反馈显著改变暗物质分布形态与速度轮廓，强调改进重子物理描述对暗物质研究至关重要。
2023-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Resummed Kinetic Field Theory: a model of coupled baryonic and dark matter
我们提出了一个新的分析描述的宇宙结构的形成，在黑暗和重子物质的混合物中，使用的框架动力学场论（KFT）-经典粒子动力学的统计场论。到目前为止，KFT只能描述一种类型的粒子，足以考虑由于暗物质之间的引力相互作用而导致的结构增长。然而，重子气体动力学的影响变得越来越相关时，描述较小的尺度。因此，在本文中，我们演示了如何扩展KFT形式主义，以及先前提出的再确认计划对描述这种混合物的两个粒子物种。由此，用最近发展起来的介观粒子流体力学模型解释了重子的气体动力学。假设一个平坦的$Λ$ CDM宇宙和一个简化的热气体演化模型，我们证明了这种方法的有效性，通过计算的线性演化的个人和总的物质功率谱之间的时代的重组和今天。我们的结果正确地再现了预期的行为，显示出抑制重子和暗物质结构的增长规模小于重子牛仔裤长度，在良好的协议与数值玻尔兹曼求解器类的结果。在这种方法中的非线性校正将在即将到来的工作进行调查。
2020-10-27 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech
Baryonic acoustic oscillations simulations for the Large Synoptic Survey Telescope (LSST)
重子声波振荡是星系空间分布的特征，如果在不同的年代观测到它，可以探测到暗能量的本质。为了能够高精度地测量暗能量状态方程的参数，必须使用大量的星系样本。大型综合巡天望远镜将用6个300 nm和1100 nm的滤光片巡天，这样一个具有光度红移的星系目录将可用于暗能量研究。在这篇文章中，我们将给出一个粗略的估计的光度红移的不确定性的影响的暗能量参数的计算，通过重建的BAO尺度从一个模拟的光度星表。
2010-09-28 astro-ph.CO
MOND cosmology from entropic force
我们利用熵引力方法导出了在星系尺度上与原MOND唯一对应的MOND宇宙学。它继承了MOND的主要优点，即它将重子物质和非重子暗物质还原为重子物质。我们首次获得了MOND中的临界参数，即，在宇宙尺度上的跃迁加速度$a_c$。因此，我们解决了长期存在的重合问题$a_c\sim cH_{0}$。更有趣的是，像年龄图形暗能量这样的术语自然出现了。在这个MOND宇宙学框架中，我们只需要重子物质来描述标准宇宙学中的暗物质和暗能量。
2012-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Baryonic solutions and challenges for cosmological models of dwarf galaxies
星系和它们的暗物质晕对暗能量加冷暗物质（LCDM）宇宙学模型提出了几个挑战。观测和理论之间的这些差异在质量最低的（“矮”）星系中加剧。LCDM对低质量暗物质晕的数量、空间分布和内部结构的预测在历史上一直与观测到的矮星系不一致，但这是部分预期的，因为许多预测只模拟了暗物质成分。任何强有力的LCDM预测都必须包括一个星系形成的模型，以了解重子物质如何填充和影响暗物质晕。在这篇文章中，我们回顾了LCDM关于矮星系的最显着的挑战，我们讨论了最近的宇宙学数值模拟如何精确定位重子解决方案，这些挑战。我们确定剩余的紧张局势，包括内部暗物质含量的多样性，卫星，恒星形态，和恒星形成淬火的飞机。它们的解决方案，或作为LCDM的实际问题的验证，可能需要改进星系形成模型和提高模拟中的数值精度。
2022-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The baryonic Tully-Fisher relation and its implication for dark matter halos
重子Tully-Fisher关系（BTF）是重子质量与最大自转速度之间的基本关系。它可以用来估计距离，也可以用来约束暗物质的性质及其与可见物质的关系。在本文中，我们探讨了极低质量矮星系是否遵循与高质量星系相同的BTF关系。我们量化的BTF关系中的散射，并使用它来约束允许的伸长的暗物质晕电位。我们获得了11个矮星系的HI合成数据，并得到了几个独立的最大自转速度的估计。构建一个BTF关系使用的数据从文献中的高质量端，从我们的样本中检测到旋转的低质量端的结果在BTF与0.33马格的散射。这种散射约束的椭圆度的潜力在平面上的磁盘的星系的上限为0-0.06，表明矮星系最多只有轻度三轴。我们的结果表明，BTF关系是一个基本的关系，所有的旋转支配星系似乎遵循。
2009-07-31 astro-ph.CO
Sterile Neutrinos as the Origin of Dark and Baryonic Matter
我们首次证明了在没有费米尺度以上的新物理的情况下，三个无菌中微子可以同时解释宇宙的中微子振荡、观测到的暗物质和重子不对称性.我们分析的关键新点是在sphaleron冻结之后的稀薄发生，这导致了共振暗物质的产生，从而避免了结构形成和x射线搜索对无菌中微子暗物质的限制。我们确定的范围内的无菌中微子的属性是符合所有已知的约束。我们发现一个域的参数，可以发现新的粒子与目前的实验技术，使用升级现有的实验设施。
2013-02-27 astro-ph.CO hep-ph
Hylogenesis: A Unified Origin for Baryonic Visible Matter and Antibaryonic Dark Matter
我们提出了一种新的机制，产生重子和宇宙的暗物质密度。一个携带守恒重子数电荷的新狄拉克费米子X耦合到标准模型夸克和一个GeV尺度的隐藏扇区。X的CP破坏衰变，在低温再加热中产生的非热衰变，将反重子数隔离在隐藏的扇区中，从而在可见扇区中留下多余的重子。反重子隐藏态是稳定的暗物质。这种机制的一个引人注目的特征是暗物质的重子破坏非弹性散射，它可以以与核子衰变搜索相关的可观的速率湮灭重子。
2010-08-30 astro-ph.CO hep-ph
Why Cosmic Voids Matter: Mitigation of Baryonic Physics
本文借助 Magneticum 高分辨率流体动力学与仅暗物质模拟，量化重子物理对宇宙空洞统计和剖面的微弱影响，证明暗物质空洞结果稳健并适用于未来观测。
2023-12-18 astro-ph.CO
Baryonic impact on the dark matter orbital properties of Milky Way-sized haloes
我们结合光谱方法和银河系大小星系的宇宙学模拟研究了暗物质晕的轨道性质。我们比较了流体动力学和$N$ -体模拟中单个暗物质粒子的动力学和轨道，发现由于重子的影响，暗物质晕的盒、管和共振轨道的比例显著降低。特别是，在流体动力学模拟的暗物质晕的中心区域占主导地位的规则，短轴管轨道，相反，在$N$体运行的混乱，箱和薄的轨道占主导地位。这导致了一个更球形的暗物质晕在流体动力学运行相比，一个扁长的一个常见的$N$体模拟。此外，通过使用基于核的密度估计，我们比较了粗粒度的相空间密度的暗物质晕在两个模拟中，并发现它是较低的$\sim0.5$指数在流体动力学运行由于角动量分布的变化，这表明重子过程，影响暗物质是不可逆的。我们的结果表明，重子在决定星系中暗物质晕的形状、运动学和相空间密度方面起着重要的作用。
2017-01-20 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
On the separation between baryonic and dark matter: evidence for phantom dark matter?
近年来，人们已经看到了X射线和（弱）透镜轮廓碰撞星系团，例如，著名的“子弹”集群相结合的测量。这些观测揭示了重子物质和（主要的）引力物质的峰值在~（100-200）kpc量级的偏移。这种差异很难用修正的引力理论来解释，而不是用暗物质。或者他们不是？在这里，我们使用的概念“幻影暗物质“是基于牛顿解释的MONDian引力势。我们表明，这个想法实际上能够在理想的密度配置中产生实质性的抵消，涉及均匀的外部场。然而，当在MONDian宇宙学框架中分析时，我们推断该效应的大小（和概率）太小，无法解释最近观测中发现的观测到的偏移，至少在这里讨论的幻影暗物质的最简单化身中是如此。合并中的星系团的透镜中心很可能非常接近真实的质量中心，即使在MONDian宇宙学中也是如此。这支持了这样一种观点，即类中微子的非碰撞物质可能是观测到的透镜和X射线峰偏移的原因。
2009-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Baryonic Solution to the Missing Satellites Problem
已经证明，包含重子物理可以改变低质量星系中心的暗物质密度，使中心暗物质的斜率比纯冷暗物质模拟中预测的更浅。这种暗物质轮廓的扁平化可以发生在银河系质量星系周围最明亮的暗晕中。Zolotov等人（2012）建议对只有暗物质的卫星的中心质量进行修正，以模拟（1）由于发光卫星中的超新星反馈而导致的暗物质尖点的平坦化，以及（2）由于重子盘的存在而增强的潮汐剥离。在本文中，我们应用这种校正的z=0 subhalo质量的高分辨率，暗物质-只有通过Lactea II（VL 2）模拟，并发现大量的subhalo的数量显着减少。在对VL 2晕采用恒星质量与晕质量的关系，并识别出（1）可能被剥离破坏的子晕和（2）可能被光加热抑制的恒星形成后，我们发现银河系质量星系周围的大质量发光卫星的数量与银河系或M31周围观测到的卫星数量一致。我们的结论是，重子过程有可能解决失踪的卫星问题。
2013-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Scale-Dependent Bias of Galaxies from Baryonic Acoustic Oscillations
重子声振荡（BAO）调制宇宙大区域中重子与暗物质的密度比。我们表明，星系的质光比的相关变化应该产生一个振荡的，尺度依赖的星系相对于潜在的暗物质分布的偏差。对这种效应的测量将校准星系特征质光比对大尺度环境中重子质量分数的依赖性。然而，这种偏差不太可能显著影响BAO峰位置的测量。
2010-09-07 astro-ph.CO
Reconciliation of MOND and Dark Matter theory
我表明，修正的牛顿动力学（MOND）是等价于假设一个等温的暗物质密度分布，其密度与封闭的重子总质量。如果存在暗物质核，且重子分量是球对称的、各向同性的和等温的，那么这个密度分布就可以由物理定律推导出来。MOND的所有通常的预测，以及普适常数$a_0$，可以在这个模型中导出。由于重子物质在星系中的影响比在星系团中的大，这个结果可以解释为什么MOND对星系似乎很有效，但对星系团却很差。由于这里所呈现的结果，MOND可以被视为对特定暗物质密度分布的误解。
2013-10-25 astro-ph.CO
Baryonic effects for weak lensing. Part II. Combination with X-ray data and extended cosmologies
重子反馈效应的精确建模是需要充分利用未来的弱透镜调查，如欧几里德或LSST的潜力。在这第二篇论文中，在一系列的两个，我们结合了欧几里得模拟数据的宇宙剪切功率谱与eROSITA X射线模拟的集群气体分数运行一个组合的可能性分析，包括宇宙学和重子参数。在本系列的第一篇论文之后，重子效应（基于Schneider等人2019年的重子校正模型）被包含在层析功率谱和协方差矩阵中。然而，这一次，我们假设一个更现实的情况下，$Λ$ CDM宇宙学与大质量中微子，我们考虑几个扩展目前青睐的宇宙学模型。对于标准的$Λ$ CDM的情况下，我们表明，包括X射线数据减少了不确定性的总和中微子质量的$\sim30$百分比，而只有轻微的改善，如$Ω_m$和$σ_8$的其他参数。作为$Λ$ CDM的扩展，我们考虑了动力学暗能量模型（wCDM）、$f(R)$引力模型（fRCDM）和混合暗物质模型（$Λ$ MDM）的情形，其中混合暗物质模型中同时包含冷、热暗物质成分.我们发现，弱透镜与X射线数据相结合，只会导致一个温和的改善wCDM的附加参数的约束，而改善是更实质性的fRCDM和$Λ$ MDM。在分析管道中忽略重子效应会导致对幻影暗能量或轻次显性暗物质成分的显著错误检测。总的来说，我们的结论是，对于所有考虑的宇宙学，重子效应的一般parametrisation是必要的和足够的，以获得严格的约束宇宙学参数。
2020-03-30 astro-ph.CO
Concentrating the Dark Matter in Galaxy Clusters through Tidal Stripping of Baryonically-Compressed Galactic Halos
大质量X射线星团的引力透镜观测意味着一个陡峭的特征密度分布，其特征是中心集中的暗物质。在150 kpc的投影半径内观测到的质量分数是在标准Lambda-CDM宇宙学的最新暗物质模拟中发现的质量分数的两倍。没有观察到可以解释这种差异的中心重子增强，留下了一个主要的谜团。我们提出了一个解决方案的基础上的合并历史的集群。星系团晕的最终暗物质含量中有很大一部分来自星系大小的晕，其中气体可以将暗物质核心冷却和压缩到高密度。随后的潮汐剥离这种压缩的暗物质发生在更接近星系团晕中心的密度更高的区域。最终，最初冷却的气体必须通过反馈分散到星团内的介质中，以与在星团中没有发现中心重子增强的观测保持一致。尽管如此，早期银河系暗物质的绝热压缩仍然对星系团产生了净效应。使用一个简单的模型，这一过程中，我们表明，中央集群配置文件进行了大幅修改，可能解释所观察到的差异。
2009-07-06 astro-ph.CO
Emulation of baryonic effects on the matter power spectrum and constraints from galaxy cluster data
重子反馈效应是即将到来的弱透镜和星系团巡天的一个主要系统。本文提出了一个重子抑制物质功率谱的模拟器。该模拟器是基于重子化模型，包含七个自由参数，连接到气体配置文件和恒星丰度晕。我们表明，重子仿真器，我们不仅可以恢复的功率谱的流体动力学模拟在次百分比精度，但也建立了重子抑制的功率谱和气体和恒星分数晕之间的连接。这种联系使我们能够使用测量的星系群和星系团的X射线气体分数来预测仅暗物质功率谱的预期偏差。通过这些测量，我们将抑制限制为在k = 0.1-0.4 h/Mpc时超过λ水平，并在约k = 7 h/Mpc时达到最大值20- 28%（68%置信水平）。作为进一步的步骤，我们还进行了详细的参数研究，我们提出了一个最小的一组四重子参数，需要恢复的尺度和红移依赖流体动力学模拟中观察到的。重子模拟器可以在https://github.com/sambit-giri/BCemu上找到。
2021-12-13 astro-ph.CO
Resummed Kinetic Field Theory: Using Mesoscopic Particle Hydrodynamics to Describe Baryonic Matter in a Cosmological Framework
最近，Bartelmann等人提出了一种“动力学场论”（KFT）形式主义，以解决大尺度结构形成的困难。在这种方法中，经典粒子的非平衡系综的动力学检查的统计场论的方法的基础上。到目前为止，只考虑了来自暗物质的贡献，这被认为是在非常大的尺度上对我们宇宙的准确描述。然而，在更小的尺度上，重子的贡献也必须考虑在内。基于Viermann等人的思想，我们提出了一个在宇宙学框架下描述重子物质的有效流体动力学粒子模型。利用该模型，在Lilow等人的KFT框架下计算了最低微扰阶的重子密度衬度功率谱，讨论了与暗物质情况的定性差异，并与欧拉微扰理论得到的重子谱进行了定量比较.随后的论文将解决耦合两个分别描述暗物质和重子物质的理论的问题，以获得宇宙物质的完整模型。尽管我们的重点是宇宙学系统，我们要强调的是，这里提出的所有方法都是一个相当普遍的方式，使它也适用于其他领域。
2019-05-17 astro-ph.CO
The impact of baryonic potentials on the gravothermal evolution of self-interacting dark matter haloes
本文通过扩展半解析流体模型并结合N体模拟，研究了中心重子势对自相互作用暗物质晕引力热演化的影响，发现重子势会改变晕的中心密度、核尺寸和速度弥散并加速演化，且经适当重标度后不同基准案例的演化呈现准普适性，为利用星系观测检验SIDM预测提供了框架。
2023-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Effects of baryonic and dark matter substructure on the Pal 5 stream
小尺度暗物质亚结构与银河系晕中冷恒星流之间的引力相遇导致后者的密度扰动，使恒星流成为探测暗物质亚结构的有效探针。2005年流就是这样一个系统，我们有一些最好的数据。然而，银河系的轨道靠近银河系的中心，并多次穿过银河系盘，其结构可能会受到银河系棒和巨分子云（GMC）等重子结构的扰动。为了了解这些重子结构如何影响银河系的密度，我们提出了一个详细的研究银河系的酒吧，螺旋结构，GMC，和球状星团对银河系的流的影响。我们估计每个扰动流密度的影响，通过计算其功率谱，并将其与CDM类人口的暗物质subhalos诱导的功率进行比较。我们发现，酒吧和GMCs可以单独创建的权力，是在大尺度上观察到的权力相媲美，几乎没有留下空间的暗物质子结构，而螺旋是次主导的所有尺度。在度尺度上，由酒吧引起的功率是小的，但GMC创建小规模的密度变化，是类似的幅度的暗物质引起的变化，但在其他方面无法区分从it.These结果表明，TMP5是一个穷人的系统，用于约束的暗物质子结构分数和观察流进一步在晕将是必要的，以自信地检测暗物质subhalos。
2019-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supersonic Relative Velocity Effect on the Baryonic Acoustic Oscillation Measurements
我们研究了最近发现的在高红移时重子和暗物质之间的超音速相对速度对低红移时重子声振荡（BAO）测量的影响。相对速度效应的振幅在低红移是依赖于模型的，但可以通过使用一个未知的偏置参数化。我们发现，如果不考虑，相对速度效应可以移动BAO峰的位置和偏差的暗能量状态方程的估计，由于其非光滑，异相振荡结构周围的BAO标度。幸运的是，相对速度效应可以很容易地在约束宇宙学参数的情况下建模，而不会大幅增加误差预算。我们还表明，相对速度效应的存在下产生了一个独特的签名，在星系的双谱，它可以用来隔离这种效果。未来的暗能量调查可以精确测量相对速度效应，并从功率谱分析中减去它，以高精度约束暗能量模型。
2011-05-18 astro-ph.CO
The Effects of Dark Matter and Baryonic Physics on the Milky Way Subhalo Population in the Presence of the Large Magellanic Cloud
鉴于最近的事态发展，我们了解的大麦云云（LMC）对银河系（MW）的暗物质subhalo人口的影响，我们比较了暗物质和重子物理学的签名在MW系统中的subhalo与现实的LMC类似物。特别是，我们研究了自相互作用的暗物质（SIDM），温暖的暗物质（WDM），和银河系盘上的峰值最大圆速度（$V_{\mathrm{peak}}$）功能，径向分布和空间分布的MW和LMC相关的subhalos使用宇宙学暗物质-只有放大模拟MW+LMC系统。对于一个固定丰度的subhalos预计主机矮星系（$V_{\mathrm{peak}}\gtrsim 20\ \mathrm{km\ s}^{-1}$），SIDM和WDM可以产生类似的质量依赖抑制subhalo $V_{\mathrm{peak}}$功能，而磁盘中断是质量无关的。在MW的内部区域的Subhalos优先中断的自相互作用和磁盘，而在WDM的抑制是径向独立的。与LMC相关的subhalos的相对丰度没有强烈的磁盘中断或WDM的影响，但显着抑制在SIDM由于与LMC在早期的自我相互作用，并与MW在LMC下沉在晚些时候，擦除空间各向异性的MW subhalo人口。这些结果提供了途径来区分暗物质和重子物理相结合的MW和LMC subhalo人口即将到来的卫星星系和恒星流的观测探测的属性。
2021-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Globular Clusters and Dark Satellite Galaxies through the Stream Velocity
没有引力束缚的暗物质的纯重子球状星团的形成仍然是一个理论上的挑战。我们表明，只要重子和暗物质之间存在相对流速，这些物体就可能自然形成。流的速度导致重子和暗物质扰动的线性模式之间的相移，当它们坍缩时，这转化为两个分量之间的空间偏移。对于2sigma（3sigma）密度涨落，质量在1 e5 - 2.5e6 Msun（1 e5 - 4 e6 Msun）范围内的重子团块坍缩在它们对应的暗物质晕的维里半径之外。这些天体可以作为长寿命的无暗物质天体而存在，并可能成为球状星团。此外，它们的暗物质对应物被剥夺了气体，可能成为暗卫星星系。
2014-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
A prototype of a directional detector for non-baryonic dark matter search: MIMAC (Micro-TPC Matrix of Chambers)
我们已经开发了一个微型TPC使用像素化的散装micromegas耦合到专用的采集电子作为读出允许重建几个千电子伏反冲的三维轨道。该原型已在IRSN-Cadarache的Amande设施进行了测试，提供单色中子。第一个结果有关歧视的几个千电子伏的电子和质子反冲。
2009-10-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
x-cut Cosmic Shear: Optimally Removing Sensitivity to Baryonic and Nonlinear Physics with an Application to the Dark Energy Survey Year 1 Shear Data
我们提出了一种新的方法，称为$x$切割宇宙剪切，最佳地消除敏感性差的模型尺度从两点宇宙剪切信号。我们表明，$x$切割宇宙剪切协方差矩阵可以计算从关联函数协方差矩阵在几分钟内，使似然分析几乎没有额外的计算成本。进一步，我们展示了如何推广$x$切割宇宙剪切星系星系透镜。对暗能量巡天1年（DESY 1）的剪切数据进行$x$剪切分析，在相同先验和角标度剪切准则下，相对于关联函数分析，我们将$S_8= σ_8 (Ω_m / 0.3) ^ {0.5}$的误差减小了$32 \%$，同时表明我们的约束对不同的重子反馈模型是鲁棒的.我们的结果$S_8= 0.734 \pm 0.026$主要由小角度尺度的信息驱动，与宇宙微波背景的普朗克遗产分析产生了$2.6 σ$张力。以及减轻重子建模的不确定性，我们的方法可以用来最佳地约束大量的理论修改重力计算的限制，使其不可行的功率谱模型到极小的尺度。我们的代码的关键部分是公开的。
2021-05-17 astro-ph.CO
Non-standard baryon-dark matter interactions
在总结了冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND）范式在不同恒星系统中各自的优点后，我们研究了在螺旋星系中，重子物质和暗物质之间的非标准相互作用是否可以在河外尺度上重现CDM的成功，同时使重子物质有效地服从MOND场方程。
2009-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutrino Physics with Dark Matter Experiments and the Signature of New Baryonic Neutral Currents
新的中微子态ν b在标准模型相互作用下是不育的，但它可以通过比标准模型弱相互作用强得多的等势矢流与重子耦合。如果有一部分太阳中微子在返回地球的过程中振荡到ν_b，相干增强的ν_b-核弹性散射可以在暗物质探测器中产生强信号。当相互作用强度比弱相互作用强几百倍时，通过新的重子流的弹性ν_b-核散射可以解释低反冲直接探测暗物质实验中存在的异常现象.我们指出，太阳中微子能量的重子电流引起的非弹性散射被抑制，使可能的增强新的力量是不冲突的信号在专用的中微子探测器。我们通过计算ν_b引起的氘核分裂和4.4 MeV γ线在^{12}C中的激发，明确地检验了这一点。强于弱的力与重子流的耦合意味着新的阿贝尔规范群U（1）B的存在，它具有一个相对轻的规范玻色子。
2011-03-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmic Reionization On Computers: Baryonic Effects on Halo Concentrations During the Epoch of Reionization
重子既通过绝热收缩增加晕的浓度，又通过反馈过程排出质量。然而，在再电离时期普遍存在的辐射场如何影响暗物质晕中浓度的演化还不是很清楚。我们研究重子物理在再电离时代如何修改计算机宇宙再电离（CROC）模拟中的暗物质晕结构。我们使用两种不同的措施晕浓度量化的影响。我们比较浓度的晕之间匹配的全物理模拟和暗物质只有模拟$5 \leq z \leq 9$之间具有相同的初始条件。全物理模拟中的重子确实会将物质拉向中心，与仅暗物质模拟相比，增加了最大圆周速度。然而，它们的总体影响要比所有重子简单地集中在中心的情况小得多，这表明加热过程有效地抵消了冷却效应。最后，我们表明，在$z\approx5$晕浓度的重子效应是相对不敏感的再电离历史的环境变化。这些结果是有关模型的星系晕连接在再电离的时代。
2022-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Melanopogenesis: Dark Matter of (almost) any Mass and Baryonic Matter from the Evaporation of Primordial Black Holes weighing a Ton (or less)
质量在$1\ {\rm gram}\lesssim M_{\rm PBH}\lesssim$ 1000 kg范围内的原始黑洞的蒸发可以导致产生$0.1\ {\rm MeV}\lesssim m_{\rm DM}\lesssim 10^{18}$ GeV范围内几乎任何质量的暗物质粒子，并且在非常早期具有正确的遗迹密度$τ\lesssim 10^{-10}$ s。我们计算，作为原始黑洞质量和初始丰度的函数，暗物质粒子质量和有效暗自由度的数量的组合，导致今天的暗物质的正确丰度，蒸发是否停止在普朗克尺度附近。此外，由于黑洞蒸发也可以导致重子不对称的生产，我们计算的暗物质的生产和重子生成可以同时发生，在各种假设：重子生成通过大统一玻色子衰变，通过leptogenesis，或通过不对称的共同起源的暗物质和普通物质。最后，我们评论可能的方法来测试这个场景。
2019-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Simulations of galactic disks including an additional dark baryonic component
HI和暗物质在外星系盘之间的近比例关系促使我们运行星系盘的N体模拟，其中观察到的气体含量是由一个黑暗的气体成分补充，代表零到五倍的可见气体含量。虽然在星系盘中加入重子可以解决一些问题，但它带来了盘稳定性的问题。我们表明，如果ISM是多相的，由两个部分耦合的阶段，一个可见的温暖的气相和一个弱碰撞冷暗相对应的一小部分看不见的重子，确保全球稳定性。的相位受到恒星和紫外线背景加热和气体冷却，并研究了它们相互转化为耦合强度的函数。这个新的模型仍然具有暗物质晕，它与经典的CDM晕一样符合旋转曲线，但它是唯一一个解释在外部HI盘中观察到的开放和对比螺旋结构的存在的模型
2009-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Seeding baryonic dark matter
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本文提出一种基于Peccei-Quinn畴壁的机制，论证原初夸克团（PQPs）可作为标准模型框架下观测可行的暗物质候选体。
2026-10-02 astro-ph.CO hep-ph
A dark force for baryons
我们认为重子物质和暗物质之间存在着一种基本的联系。这是由这两种类型的物质的稳定性以及它们现在密度的相似性引起的。在重子数被提升为自发破缺的局域规范对称性的模型中，重子和暗物质的统一起源是很自然的。这是说明在一个特定的类超对称模型使用阿弗莱克-Dine机制。在这些场景中，暗物质候选者在重子规范对称性下带电，并且必须具有GeV量级的质量才能给出正确的现今丰度。我们讨论了来自B工厂、LEP、Tevatron单喷流搜索和暗物质直接探测实验的限制。重子暗力被证明是一致的介质的所有数据作为光的GeV尺度。
2011-07-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
$γ$-ray and $ν$ searches for dark matter subhalos in the Milky Way with a baryonic potential
我们银河系中暗物质（DM）暗晕的分布仍然存在争议，导致不同的$γ$ -射线和$ν$通量预测从它们的湮灭或衰变。在这项工作中，我们研究如何，在银河系内部，从银河重子潜在的subhalo潮汐中断影响这些信号。基于国家的最先进的模拟这种效果的数值模拟和半解析结果，更新subhalo空间分布的推导和包括在CLUMPY代码。后者用于产生$γ$射线和$ν$天空的一千种实现。与仅基于DM的预测相比，我们得出结论，最亮的subhalo的通量减少了2至7倍，用于湮灭DM，并且对衰减DM没有影响：发现前景或限制subhalos可以设置在DM候选人上受到相同因素的影响。这项研究还提供了概率密度函数的距离，质量和角分布的最明亮的subhalo，其中的质量可能暗示其性质：它是最有可能的矮球状星系的情况下，从重子势的强潮汐效应，而它是轻的，可能是一个黑暗的晕DM只有或不太明显的潮汐效应。
2019-05-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
