无菌中微子暗物质致密晕的特征

宇宙学中的不育中微子

Sterile neutrinos in cosmology

在中微子质量产生机制中，不育中微子是粒子物理标准模型的自然延伸。如果它们相对较轻，小于约10 keV，它们可以显著改变宇宙学，从早期宇宙到今天的物质和辐射能量密度。在这里，我们回顾了宇宙学的作用，这种轻不育中微子可以发挥从早期宇宙，包括生产keV级不育中微子的暗物质的候选人，和轻eV级不育中微子的动力学弱耦合活动中微子时代。本文综述了在宇宙微波背景和大尺度结构数据中提出的轻不育中微子的特征。我们还讨论了keV尺度的无菌中微子暗物质衰变的X射线观测签名，包括最近的候选人$\sim$ 3.5 keV的X射线线检测一致的衰减的$\sim$ 7 keV的无菌中微子暗物质粒子。

用重子物理学和无菌中微子暗物质解决太大而不能失败的问题

Addressing the too big to fail problem with baryon physics and sterile neutrino dark matter

在$Λ$ CDM模型中对结构形成的N体暗物质模拟预测了星系晕中的一群次晕，这些次晕的中心密度比银河系卫星的中心密度要高，这种紧张局势被称为“太大而不能倒”问题。提出的解决方案包括重子效应、银河系晕的较小质量和温暖的暗物质。我们测试这三种可能性，使用半解析模型的星系形成银河系晕模拟卫星人口，其结果耦合到江和范登博世模型的subhalo剥离预测subhalo $V_\mathrm{max}$功能的10个最亮的卫星的光度函数。我们发现，选择最明亮的卫星（而不是最大的）和模拟气体的超新星在早期的驱逐增加了可能性产生观察到的银河系卫星$V_\mathrm{max}$功能。首选的晕质量是$6\times10^{11}M_{\odot}$，它有14%的概率拥有像银河系卫星那样的$V_\mathrm{max}$功能。对于$1.0\times10^{12}M_{\odot}$光环，该概率降低到8%，对于$1.4\times10^{12}M_{\odot}$光环，该概率降低到3%。我们的结论是银河系卫星$V_\mathrm{max}$功能是兼容的CDM宇宙学，如以前发现的Sawala等人。使用流体动力学模拟。无菌中微子-暖暗物质模型与观测结果的一致性更高，最大有35%的机会产生观测到的银河系卫星$V_\mathrm{max}$函数。然而，还需要做更多的工作来检查半解析剥离模型在无菌中微子宇宙学中是否正…

冻结过程中的无菌中微子暗物质

Sterile Neutrino Dark Matter from Freeze-In

无菌中微子是一种动机良好且被广泛研究的暗物质候选者。通过Dodelson-Widrow机制最直接地实现无菌中微子暗物质，现在被X射线和莱曼-α测量的组合排除了。另一种在文献中越来越流行的产生机制是冻结机制（freeze-in mechanism），它涉及的框架是在热浴中与粒子（通常是标准模型之外的标量）的微弱耦合导致无菌中微子暗物质丰度的逐渐积累。本文回顾了在文献中实现这种框架的各种动机，它们的共同特征和现象学签名。

用Andromeda Galaxy的Chandra观测约束无菌中微子暖暗物质

Constraining Sterile Neutrino Warm Dark Matter with Chandra Observations of the Andromeda Galaxy

我们利用仙女座星系12 '-28'（2.8-6.4 kpc）环形区域的Chandra未分辨X射线发射光谱来约束无菌中微子暖暗物质的辐射衰变。通过切除最重子占主导地位的，中央2.8千秒差距的星系，我们减少了我们的估计的暗物质质量的视野内的不确定性，并提高了信噪比的预期不育中微子衰变签名相对于热气体和未解决的恒星排放。在Dodelson-Widrow模型中，我们的发现对无菌中微子的质量提出了迄今为止最严格的限制，即m_s < 2.2 keV（95%C. L.）。我们的研究结果也限制了在非常小的活跃-无菌中微子混合角的替代无菌中微子生产方案。

银河系晕中的暗物质衰变

Dark matter decay in the Milky Way halo

本研究通过计算X射线谱线强度分布，探讨银河系晕中暗物质（特别是共振产生的惰性中微子）的衰变，结合多种观测约束确定了混合角参数和粒子寿命范围，并对XRISM卫星的探测通量做出预测。

红移z~0.2强引力透镜观测约束无菌中微子宇宙学

Constraining sterile neutrino cosmologies with strong gravitational lensing observations at redshift z~0.2

我们使用所观察到的数量的subhaloes和视线暗物质haloes在一个样本的11个引力透镜系统从斯隆透镜ACS调查约束的自由流属性的暗物质粒子。特别是，我们将Vegetti等人2010年对小质量暗物质晕的探测与Vegetti等人2014年的未探测结合起来，并将导出的次晕和晕质量函数与冷暗物质（CDM）和共振产生的无菌中微子模型的预期进行比较。我们将半模质量，即线性物质功率谱相对于CDM模型减少50%的质量尺度，限制为2 $σ$水平的$\log M_{\rm{hm}} \left[M_\odot\right] < 12.0$（等效热遗迹质量$m_{\rm th} > 0.3$ keV）。这排除了中微子质量为$m_{\rm s} < 0.8$ keV的无菌中微子模型，其质量为$L_{\rm 6}$的任何值。我们的限制比目前提供的银河系卫星的数量，观测的3.5千电子伏的X射线线，和莱曼$α$森林。然而，它们比前者更健壮，因为它们受重子过程的影响更小。此外，与后者不同，它们不受星系际介质热历史假设的影响。为了获得更严格的约束，需要具有更高数据质量和更高源和透镜红移的引力透镜系统。

Bounds on sterile neutrino lifetime and mixing angle with active neutrinos by global 21 cm signal

Sterile neutrinos can be a possible candidate for dark matter. Sterile neutrinos are radiatively unstable and can inject photon energy into the intergalactic medium (IGM). The injection of photon energy into IGM can modify the temperature and ionization history of IGM gas during cosmic dawn. Theoretical models based on the ΛCDM framework predict an absorption profile in the 21 cm line during the cosmic dawn era. Recently, the Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature (EDGES) collaboration confirmed such an adsorption signal. Injection of energy into IGM can modify the abs…

原初黑洞惰性中微子产生：不依赖于耦合的惰性中微子暗物质产生

Primordial Black Hole Sterile Neutrinogenesis: Sterile Neutrino Dark Matter Production Independent of Couplings

提出惰性中微子通过原初黑洞蒸发产生的“PBH惰性中微子产生”新机制，其不依赖活性-惰性混合，使惰性中微子可在0.3 MeV至0.3 TeV质量范围内成为温暗物质，并指出诱导引力波与X射线观测的巧合为独特特征。

共振产生的惰性中微子暗物质晕的性质

Properties of Resonantly Produced Sterile Neutrino Dark Matter Subhalos

最近在一些大质量暗物质天体上探测到的异常3.55 keV X射线谱线可以解释为7.1 keV质量无菌中微子暗物质的辐射衰变。根据它的参数，无菌中微子可以从冷到暖暗物质，具有小规模的抑制，其形式与通常采用的热暖暗物质不同。在这里，我们数值研究的subhalo性质的7.1 keV无菌中微子暗物质通过共振Shi-Fuller机制产生。使用精确的物质功率谱，我们运行银河系大小的晕的宇宙学放大模拟，并探索大质量subhalos的丰度，它们的径向分布和它们的内部结构。我们还模拟热晕2.0 keV的温暖暗物质进行比较，并讨论定量的差异。我们发现，共振产生的不育中微子模型的3.55千电子伏线提供了一个很好的描述结构的本地集团，包括卫星矮星系的数量和径向分布，并在很大程度上减轻了太大而不能失败的问题。未来通过暗能量巡天、大口径综合巡天望远镜和宽视场红外巡天望远镜等深空巡天观测来寻找卫星星系，将是对温暖暗物质情景的有力直接检验。

活动中微子和惰性中微子质量与暗物质的共同起源

Common Origin of Active and Sterile Neutrino Masses with Dark Matter

我们提出了一个阿贝尔标准模型的扩展，它可以解释eV尺度质量的起源和混合的活动和不育中微子，并在同一时间提供了一个自然的冷暗物质的候选人。三个活跃中微子中的一个通过跷跷板机制获得树级质量，而另外两个活跃中微子和一个惰性中微子在单圈水平获得eV级质量。该模型还允许在单圈水平上活跃和无菌中微子之间的非平凡混合，这可能在中微子实验中具有有趣的特征。在阿贝尔规范对称性自发地被打破为$Z_2$对称性之后，最轻的$Z_2$奇粒子可以自然地产生宇宙中的冷暗物质。结合最新的实验约束，简要讨论了费米子和标量暗物质的现象学。

具有无菌中微子暗物质的星系形成半解析模型中的卫星星系

Satellite galaxies in semi-analytic models of galaxy formation with sterile neutrino dark matter

无菌中微子是一种可行的暗物质候选者，可以在早期宇宙中通过非平衡过程产生，因此具有高度非热的原始速度谱。本文分析了这类暗物质粒子的结构形成过程。为此，我们构建原始暗物质功率谱作为轻子不对称性的函数，$L_6$，这是存在于原始等离子体中，并导致共振无菌中微子生产。我们将这些功率谱与热产生的暗物质粒子的功率谱进行了比较，结果表明共振产生的无菌中微子比热遗迹中微子冷得多。我们还表明，这些功率谱的形状是不确定的自由流规模单独。然后，我们使用的功率谱作为输入的半解析模型的星系形成，以预测的数量发光的卫星星系在银河系般的晕。通过假设银河系晕的质量不超过$2\times10^{12}M_{\odot}$（基于当前天文观测所采用的上限），我们能够将$L_6$的值限制为$M_s\le 8$ ~keV。我们还证明了与3.5 keV谱线最一致的$L_6$的范围（如果是由7 keV无菌中微子衰变产生的）要求银河系晕的质量不小于$1.5\times10^{12}M_{\odot}$。最后，我们将Boltzmann方程直接积分得到的非共振产生的无菌中微子的功率谱与Viel等人的拟合公式进行了比较，发现后者在与卫星星系相关的尺度上明显低估了功率幅值。

不含Higgs双粒子的左右对称模型中的轻不育中微子和暗物质

Light Sterile Neutrino and Dark Matter in Left-Right Symmetric Models Without Higgs Bidoublet

我们提出了一类左右对称的模型，其中狄拉克以及马约拉纳质量项的中微子可以出现在一个圈的水平在一个scotogenic的方式：与暗物质粒子内的循环。我们展示了自然光右手中微子的可能性，它在无中微子双β衰变实验和宇宙学中可能具有有趣的意义。除了一个稳定的暗物质候选人稳定的残余$Z_2$对称性，也可以有一个长寿命keV的无菌中微子暗物质在这些模型。与传统的左右模型相比，这类模型可以具有非常不同的碰撞器签名。

具有秘密相互作用的不育中微子-与宇宙学的持久友谊

Sterile Neutrinos with Secret Interactions - Lasting Friendship with Cosmology

质量约为1 eV的惰性中微子与活性中微子的混合量级为10%，被认为是解决中微子振荡数据异常的一种方法，但受到宇宙学限制。最近的研究表明，如果无菌中微子耦合到一个新的兆电子伏尺度的规范玻色子A '，这些约束是可以避免的。然而，当中微子退耦后，A '介导的碰撞过程导致有效的活性中微子到无菌中微子的转换时，即使这种情况也受到结构形成约束的限制。鉴于此，我们重新评估在本文中的可行性与这种“秘密”的相互作用的不育中微子。我们仔细剖析了它们在早期宇宙中的演化，包括各种生产渠道和预期的修改大尺度结构形成。我们认为，在参数空间中有两个区域-一个在非常小的A'耦合，一个在相对较大的A'耦合-在大爆炸核合成（BBN），宇宙微波背景（CMB），和大尺度结构（LSS）的数据的所有约束都得到满足。有趣的是，如果A'玻色子也与宇宙中的暗物质耦合，那么大的A'耦合区域正是先前被证明对暗物质晕的小尺度结构具有潜在重要影响的区域。

Correlation Analysis of Decaying Sterile Neutrino Dark Matter in the Context of the SRG Mission

We provide a correlation analysis of signatures associated with traces of the dark matter decay and the galaxy spatial distribution according to the 2MRS catalog of galaxies. Signature data analysis plays an important role in the context of current and future observations and cosmological constraints. Attention is paid to the constraints that can be obtained for decaying sterile neutrinos when analyzing observations in the context of the Spectr-Roentegn-Gamma (SRG) mission. We study the correlation spectra of dark matter and galaxies, which can be obtained both for the eROSITA telescope and fo…

中微子自相互作用能否拯救惰性中微子暗物质？

Can Neutrino Self-interactions Save Sterile Neutrino Dark Matter?

本文检验活性中微子自相互作用产生的惰性中微子暗物质与小尺度结构的一致性，给出质量下限37 keV，并排除重介体强耦合产生全部暗物质，但允许轻介体方案。

利用全天费米伽马射线暴监测数据改进无菌中微子暗物质的极限

Improved Limits on Sterile Neutrino Dark Matter using Full-Sky Fermi Gamma-Ray Burst Monitor Data

一个~keV质量的无菌中微子是一个很好的暗物质候选者。它的衰变产生的X射线线为X射线望远镜提供了一个独特的目标。我们首次使用费米伽马射线太空望远镜上的伽马射线暴监测器（GBM）来寻找无菌中微子衰变线;我们的分析覆盖了能量范围10-25 keV（无菌中微子质量20-50 keV），这是Chandra，Suzaku，XMM-Newton和INTEGRAL等X射线和伽马射线卫星无法到达的。GBM极宽的视野使银河系暗物质晕的很大一部分能够被探测。经过仔细的数据切割，我们获得了约53天的全天观测数据。我们观察到朝向银河系中心的光子过多，正如天体物理发射所预期的那样。我们在能谱中寻找无菌中微子衰变线，没有发现明显的信号。由此，我们得到了不育中微子混合角的上限作为质量的函数。在无菌中微子质量范围25-40千电子伏，我们提高了以前的上限约一个数量级。更好地了解探测器和天体物理背景，以及探测器的响应，将进一步提高与GBM搜索的灵敏度。

普朗克光下次主导暗物质无菌中微子共振产生

Subdominant Dark Matter sterile neutrino resonant production in the light of Planck

很少有独立探测到能量为$\sim$ 3.5 keV的弱X射线线的报道。如果这个信号将被证实是质量为~7.1 keV的衰变DM无菌中微子的签名，那么宇宙学观测值应该与它的性质一致。本文耦合处理了无菌中微子共振产生方案中的弱退耦、原始核合成和光子退耦阶段，包括通过N_eff的额外辐射能量密度。我们计算的辐射和物质扰动，包括在膨胀的宇宙中的活性-无菌味转换的全共振扫描解决方案。我们证明了宇宙学测量与次主导DM不育中微子共振产生符合，参数如下（95 CL时的误差）：无菌中微子质量6.08 \pm 3.22 keV，混合角\sin^2 2 θ< 5.61 x 10^{-10}，每味轻子数L_4 = 1.23 \pm 0.04，无菌中微子质量分数f_v < 0.078。我们的结果与文献[62]中从线性大尺度结构约束中推导出的产生全暗物质密度的无菌中微子共振产生参数符合得很好。

热和温无菌反中微子暗物质在EC衰变Ho-163核上的俘获

Captures of Hot and Warm Sterile Antineutrino Dark Matter on EC-decaying Ho-163 Nuclei

在放射性Ho-163核上捕获低能电子反中微子，通过电子捕获（EC）衰变为Dy-163，是检测残余无菌反中微子的一个值得注意的机会。目前的实验和宇宙学数据或多或少地暗示了这种假设的粒子，它们可能是宇宙中热暗物质的一部分，也可能是热暗物质的候选者。使用同位素Ho-163作为目标，并假设合理的活性-无菌反中微子混合角，我们计算的捕获率的遗迹电子反中微子对相应的EC衰变背景下，在存在的无菌反中微子在sub-eV或keV的质量尺度。我们表明，热或温暖的无菌反中微子暗物质的签名原则上应该是可观察的，提供的目标是足够大，能量分辨率是足够好的。

隐藏的宝藏：作为暗物质的无菌中微子具有奇迹般的丰度，不同产生机制的结构形成，以及sigma-8问题的解决方案

Hidden Treasures: sterile neutrinos as dark matter with miraculous abundance, structure formation for different production mechanisms, and a solution to the sigma-8 problem

我们讨论了产生不育中微子的许多机制，这些中微子可以解释所有或一部分暗物质，并且可以从温暖到有效冷的暗物质，这取决于宇宙学的情况。我们研究了希格斯玻色子衰变产生、高温下$(B-L)$规范玻色子产生以及共振和非共振中微子振荡产生。我们在这些模型中计算结构形成的影响，有些是第一次。如果两个不育中微子群，一个是热的，一个是冷的，是由不同的机制产生的，或者如果不育中微子只占暗物质的一小部分，而其余的是其他一些冷的暗物质粒子，那么所产生的多组分暗物质可能会减轻星系形成中的一些问题。我们检查的X射线约束和候选信号在3.5千电子伏。最后，我们还表明，$σ_8$问题可以是一个签名的分数暗物质的形式在几种机制中的不育中微子。

具有衰变无菌中微子的混合暗物质模型中的结构形成：3.5 keV X射线线和银河系子结构

Structure formation in a mixed dark matter model with decaying sterile neutrino: the 3.5 keV X-ray line and the Galactic substructure

我们在一个混合暗物质（MDM）模型中进行了一系列结构形成的宇宙学模拟。我们的模型是由最近发现的$3.5\,{\rm keV}$ X射线线，这可以解释为非共振产生的无菌中微子占$20$ - $60\%$的暗物质在宇宙中的衰变。这些非共振产生的无菌中微子具有相当大的自由流长度，因此有效地表现为温暖的暗物质（WDM）。假设其余的暗物质是由一些冷的暗物质（CDM）粒子，我们遵循一个混合WDM加CDM宇宙学的共同演化。具体来说，我们考虑的模型与温暖的成分分数的$r_{\rm warm}=0.25$和$0.50$。我们的MDM模型预测在物质辐射相等时的同动Jeans长度接近于粒子质量为$m_{\rm WDM}=2.4\,{\rm keV}$的热产生暖暗物质模型，但在涨落功率谱上的抑制较弱。我们进行了大的$N$体模拟研究MDM模型中的非线性暗晕的结构。在MDM模型中，子结构的丰富程度显著降低，因此所谓的小规模危机得到缓解。MDM模型中至少一个晕的累积最大圆速度函数（CVF）与银河系和仙女座星系中观测卫星的CVF吻合得很好。我们认为，MDM模型打开了一个有趣的可能性，以调和报告的$3.5\,{\rm keV}$线和星系的内部结构。

来自银河系中心的无菌中微子暗物质的新限制

New constraints on sterile neutrino dark matter from the Galactic Center

我们计算了最严格的约束，到目前为止的参数空间的无菌中微子暖暗物质模型具有辐射衰变通道到X射线。这些限制来自于XMM和NuSTAR任务从银河系中心（中央秒差距）进行的X射线通量观测。我们比较了使用不同的暗物质密度分布的银河系，如NFW，Burkert或Einasto，所产生的Ruffini-Argüelles-Rueda（RAR）的费米模型，它具有依赖于粒子质量的显着特点。我们表明，由于新的核心晕形态存在于RAR配置文件中，允许的粒子质量窗口缩小到$m_s\sim 10-15$千电子伏，当分析内的$ν$ MSM无菌中微子模型。我们进一步讨论了由于暗物质候选者的自相互作用性质而对无菌中微子参数空间边界可能产生的影响。

惰性中微子暗物质的原初黑洞中微子生成机制

Primordial Black Hole Neutrinogenesis of Sterile Neutrino Dark Matter

本研究提出惰性中微子暗物质的原初黑洞蒸发生成新机制，该机制不依赖活性-惰性中微子混合，生成的0.3 MeV-0.3 TeV温惰性中微子具有独特能谱，可通过X射线与引力波重合信号检验。

2013年的Chalonge Meudon工作坊。2012年Chalonge Meudon研讨会的亮点和结论：与观测一致的暖暗物质星系形成

Towards the Chalonge Meudon Workshop 2013. Highlights and Conclusions of the Chalonge Meudon workshop 2012: warm dark matter galaxy formation in agreement with observations

暖暗物质（WDM），大大澄清和简化了星系和星系形成与观察一致。WDM基本上是工作的，自然地再现了所有尺度上的天文观测，小CDM，CDM+重子和建议的定制治疗在星系中不起作用的证据是惊人的，Chalonge Meudon Workshop 2012以四重一致的方式接近DM：天文观测（星系和星系团性质，晕，旋转曲线，密度分布，表面密度），LambdaWDM N体模拟，WDM理论（玻尔兹曼-弗拉索夫演化，晕质量函数，晕模型，改进的微扰方法），量子WDM费米子形成观察到的核心，WDM粒子和核物理（无菌中微子）及其实验研究。N Amorisco，P Biermann，S Das，H J de Vega，A Kamada，E Ferri（MARE），I D Karanchetsev，W Liao，M Lovell，M Papastergis，N G Sanchez，P Valageas，C Watson，J Zavala，He Zhang介绍了他们的研究成果。在星系核内部，N体经典物理模拟不适用于WDM，因为在这样的尺度下，存在重要的量子效应。量子WDM计算（D-Fermi）计算结果提供了与观测一致的星系核、星系质量、速度色散和密度分布，重子（占DM的16%）对纯WDM结果进行了修正。H. de Vega和N. G.桑切斯强调，所有的证据都表明DM粒子的质量在2 keV左右。彼得·比尔曼在他的…

dSphs暗粒子质量的下限

A lower limit on the dark particle mass from dSphs

我们使用矮球状星系作为一种工具，试图对暗物质粒子的质量设定精确的下限，假设它是一种无菌中微子。我们首先使核心暗晕适合视线速度分散的投影半径的函数（从沃克等人。2007年）的银河系的矮球状星系。我们测试Osipkov-Merritt速度各向异性的配置文件，但发现没有好处，获得超过恒定速度各向异性。与以前的尝试相比，我们不假设恒星速度色散和暗物质之间的任何关系，而是直接使用部分简并中微子气体的状态方程（这确保了不育中微子晕的流体静力学平衡）来求解所有半径处的不育中微子速度色散。这就产生了无菌中微子密度和速度色散之间的1：1关系，因此我们可以精确地估计出所有半径下的Térée-Gunn极限。通过改变不育中微子粒子的质量，我们找到了所有六个矮椭球体的最小质量，使得在任何半径（特别是在中心）都不超过Türze-Gunn极限。我们发现每个矮星的可行的不育中微子粒子质量的范围之间存在相当大的差异，但有趣的是，存在一个小范围270- 280 eV，这是一致的所有dSphs在1- $σ$水平。

通过秘密相互作用碰撞产生不育中微子及其宇宙学意义

Collisional production of sterile neutrinos via secret interactions and cosmological implications

无菌中微子之间的秘密相互作用最近被提出来作为一种逃避途径，以调和eV无菌中微子的暗示，从短基线异常与宇宙学观测。特别是在耦合g_X \gtrsim 10^{-2}和规范玻色子介体$X$与$M_X \lesssim 10$ MeV的模型中，在中微子退耦之前，大的物质势抑制了无菌中微子的产生。在这样的参数范围选择下，大爆炸核合成是保持不变的，也没有给模型带来任何限制。然而，我们表明，在较低的温度下，当活跃的无菌振荡不再是物质抑制，无菌中微子仍然在碰撞制度，由于他们的秘密自相互作用。真空振荡和碰撞之间的相互作用导致了散射诱导的消相干产生的不育中微子的快速。这个过程是不同中微子种类之间味道平衡的原因。我们探讨了这种大的不育中微子人口的宇宙学观测值的影响。我们发现，强秘密相互作用的签名将减少中微子的有效数量$N_{\rm eff}$在物质辐射平等下降到2.7。此外，对于$M_X \gtrsim g_X$ MeV，无菌中微子在变为非相对论性之前将是自由流，它们将影响大尺度结构功率谱。因此，对于这个范围内的参数，我们发现一个紧张的eV质量无菌状态与宇宙学中微子质量边界。

修正的重子动力学：用轻无菌中微子进行的双分量宇宙学模拟

Modified Baryonic Dynamics: two-component cosmological simulations with light sterile neutrinos

在这篇文章中，我们继续测试宇宙学模型为中心的修正牛顿动力学（MOND）与轻不育中微子，这可能是一种方法，以解决星系尺度上的标准模型的微调问题，同时保持更大尺度上的成功预测。由于简单MOND宇宙学模型以前的失败，在这里我们测试一个推测模型，其中修改后的引力场只由重子产生，而不育中微子产生一个纯牛顿场（因此修改后的重子动力学）。我们使用两个组件的宇宙学模拟分离重子N体粒子的不育中微子。其前提是要减弱大质量星系团晕的过度产生，这些晕在最初的MOND加轻不育中微子方案中很普遍。尽管这样一个公式的理论问题，修改重子动力学模型未能产生正确的振幅的星系团质量函数的任何合理的值的原始功率谱归一化。

光无菌中微子研究现状

Status of Light Sterile Neutrino Searches

短基线振荡的一些异常结果可能暗示在eV质量范围内存在一个或多个轻的无菌中微子态，并引发了一波新的实验努力，以寻找活性和无菌中微子态之间的振荡的明确签名。本文旨在对2019年年中的光无菌中微子搜索状况进行全面回顾：我们不仅讨论了反应堆，源，大气和加速器中微子振荡实验的基本实验方法和灵敏度，而且还讨论了直接中微子质量实验和宇宙学观测所产生的互补边界。此外，我们回顾了目前的全球振荡分析，包括运行反应堆和大气中微子实验的约束条件。他们允许设置更严格的界限上的积极的不育振荡参数，但尚未能够提供一个明确的结论eV尺度的不育中微子的存在。

暗物质I的无菌中微子入口：$U(1)_{B-L}$案例

Sterile neutrino portal to Dark Matter I: The $U(1)_{B-L}$ case

在本文中，我们探讨了宇宙中的不育中微子和暗物质部门有一个共同起源的可能性。我们研究了这种假设的后果，在简单的情况下，耦合的黑暗部门的标准模型通过一个全球性的$U(1)_{B-L}$，打破了自发的暗标量。这个暗标量为暗费米子提供质量，并通过希格斯门耦合与希格斯进行通信。我们发现了一个有趣的相互作用之间的暗物质湮灭暗标量-CP-甚至混合与希格斯粒子和CP-奇数，成为戈德斯通玻色子，马约伦-和重中微子，以及碰撞探测器通过耦合到希格斯粒子。此外，暗物质湮灭成为无菌中微子及其随后的衰变以测量玻色子和夸克，带电轻子或中微子导致间接检测签名，其接近银河系中心和矮星系的伽马射线通量的当前界限。

无菌中微子暗物质的NuSTAR试验：新的银河系膨胀观测和组合撞击

NuSTAR Tests of Sterile-Neutrino Dark Matter: New Galactic Bulge Observations and Combined Impact

我们分析了两个专门的NuSTAR观测与曝光${\sim}190$ KS位于${\sim}10^\circ$从银河系平面，一个以上，另一个以下，从无菌中微子暗物质的辐射衰变的X射线线搜索。选择这些场是为了尽量减少天体物理学的x射线背景，同时保持在暗物质晕的致密区域附近。我们没有发现异常的X射线线的能量范围为5- 20 keV，对应于不育中微子质量10- 40 keV的证据。在通过中微子混合产生的不育中微子的背景下解释，这些观测提供了在10- 12千电子伏的质量范围内的主要限制，在这个范围内的一个因素${\sim}2$改善以前的限制。我们还比较了我们的结果，蒙特卡罗模拟，表明在我们推导的极限波动不占主导地位的系统效应。目前正在开发的仪器背景的最新模型将提高NuSTAR对异常X射线线的灵敏度，特别是对3- 5千电子伏的能量。

在惰性中微子暗物质共振产生中调控轻子不对称性

Playing with lepton asymmetry at the resonant production of sterile neutrino dark matter

本文研究轻子不对称性在不同中微子味间的非均匀分布及其在产生过程中的消失，证明可放宽BBN与小尺度结构限制，重开更小混合角和更轻惰性中微子暗物质参数区。

暖FIRE：用共振惰性中微子暗物质模拟星系形成

Warm FIRE: Simulating Galaxy Formation with Resonant Sterile Neutrino Dark Matter

我们研究了暖暗物质（WDM）宇宙学对矮星系形成的影响，通过一套宇宙学流体动力学放大模拟$M_{\rm halo} \approx10^{10}\,M_{\odot}$暗物质晕作为现实环境反馈（FIRE）项目的一部分。本文的一个主要重点是评估暗物质物理学和恒星反馈对冷暗物质（CDM）模型中发现的众所周知的小尺度问题的综合影响。我们发现在CDM和WDM模型中，星系的$z=0$恒星质量与其宿主暗物质晕形成时的中心密度$z_{\rm f}$有很强的相关性。WDM晕遵循与CDM相同的$M_{\star}(z=0)-V_{\rm max}(z_{\rm f})$关系，但它们形成较晚，中心密度较低，因此包含的星系质量小于CDM对应星系。因此，重子效应对中心引力势的影响相对于CDM来说通常是减小的。然而，WDM中延迟形成和来自恒星反馈的能量输入的组合导致暗物质轮廓具有较低的整体密度。这里研究的WDM星系比CDM中模拟的相同系统具有更广泛的恒星形成历史（SFH）多样性，并且两个最低的$M_{\star}$ WDM星系在后期形成了所有的恒星。因此，发现年轻的超微弱矮星系，没有古老的恒星形成-这在我们的CDM模拟中不存在-将提供支持WDM的证据。

早期宇宙中体中微子的特征

Signatures of Bulk Neutrinos in the Early Universe

本研究围绕体中微子相关的大额外维度理论，重新梳理宇宙学可观测量对惰性中微子Kaluza-Klein塔的约束，探讨低再加热温度下放宽约束适配近微米级额外维度的可能，以及正信号下的区分方法。

小波方法在氚$β$衰变谱中寻找不育中微子

Wavelet Approach to Search for Sterile Neutrinos in Tritium $β$-Decay Spectra

质量范围在几千电子伏的惰性中微子是冷和暖暗物质的候选者。重中微子质量本征态与电子中微子的混合物会导致$β$衰变谱中的微小畸变--“扭结”。在本文中，我们表明，小波变换是一个非常强大的形状分析方法来检测这个签名。对于氚源强度，类似于KATRIN实验的预期，在3年的测量时间后，可以获得对活性中微子与无菌中微子混合的统计灵敏度下降到$\sin^2 θ= 10^{-6}$（$90\%$ CL）。它表明，小波方法在很大程度上是不敏感的系统的影响，导致平滑的频谱修改。为了充分利用这种分析技术，需要对氚$β$ -衰变谱进行高分辨率测量（半高宽为$\sim100$ ~eV）。

重无菌中微子，熵和相对论性能量产生，以及残余中微子背景

Heavy sterile neutrinos, entropy and relativistic energy production, and the relic neutrino background

我们探讨了重中性费米子存在的意义（即，无菌中微子）的早期宇宙的热历史。特别是，我们考虑静止质量在100 MeV到500 MeV范围内的无菌中微子，与普通活性中微子的耦合足够大，以保证在早期宇宙中温度T > 1 GeV的时期的热平衡和化学平衡，但在一个范围内，衰变寿命从秒到分钟。这样的中微子会在早期退耦，其残余密度与光子相当，但会在平衡状态下衰变，从而在大爆炸核合成（BBN）之前或期间产生巨大的熵。所考虑的大多数无菌中微子静止质量和寿命的范围与宇宙微波背景（CMB）对相对论粒子对能量密度的贡献的限制不一致（例如，由N_eff参数化）。然而，一些无菌中微子参数可以导致一个可接受的N_eff。这些参数范围伴随着普通背景遗迹中微子的相当大的稀释，可能对BBN产生不利影响，但有时落在可以解释某些粒子物理模型中测量的中微子质量的范围内。当这些探测器的探测阈值低于实验室确定的中微子质量值时，这些无菌中微子的一个鲁棒特征将是测量的N_eff不等于3，并且没有中微子静止质量的宇宙学信号，这些中微子质量值由大气中微子振荡尺度或直接测量确定，例如，KATRIN或无中微子双β衰变实验。

keV不育中微子暗物质在放射性β衰变核上的可能俘获

Possible Capture of keV Sterile Neutrino Dark Matter on Radioactive beta-decaying Nuclei

在费米子质谱中存在一个跨越O（0.5）eV ~ O（0.5）MeV六个数量级的“沙漠”。我们认为，它可能容纳一个或多个千电子伏的不育中微子作为一个自然的候选人，温暖的暗物质。为了说明这一观点，我们简单地假设存在一个keV的惰性中微子nu_4，它的味本征态nu_s与三个活性中微子弱混合。在自洽参数化下，我们阐明了nu_4和β衰变辐射衰变中不同的活性-无菌中微子混合因子。在实验室中直接探测这种keV的无菌中微子暗物质原则上是可能的，因为nu_e的nu_4分量在被放射性β衰变核捕获时可以在电子能谱上留下明显的印记。我们对捕获反应nu_e + ^{3}H \to ^{3}He + e^-和nu_e + ^{106}Ru \to ^{106}Rh + e^-在β衰变背景下的特征进行了分析，并得出结论，从长远来看，这种实验方法可能不是没有希望的。

再电离数据支持的暗物质模型：7 keV无菌中微子与冷暗物质

Dark matter model favoured by reionization data: 7 keV sterile neutrino vs cold dark matter

在银河系、仙女座星系和一些星系团中发现的3.5keV微弱窄发射线的一种可能解释是由7keV的惰性中微子组成的暗物质。这种无菌中微子暗物质的另一个特征可能是早期宇宙中更少的电离源（与标准的"冷暗物质"（CDM）场景相比），这应该会影响宇宙的再电离。利用再电离的半解析模型，比较了CDM模型和两种不同的7 keV无菌中微子暗物质模型（与3.5 keV谱线解释为衰变的暗物质谱线一致）与再电离时期的观测结果（包括普朗克天文台的电子散射光学厚度的最终测量结果）。我们发现CDM和7 keV的无菌中微子暗物质都很好地描述了这些数据。无菌中微子暗物质的总体拟合质量略好于CDM（使用$Δχ^2 \simeq 2-3$），尽管不可能根据给定的观测结果对这些模型进行可靠的区分。

哈勃前沿场中z=6星系核的畸变对暖暗物质质量的严格限制

A Stringent Limit on the Warm Dark Matter Particle Masses from the Abundance of z=6 Galaxies in the Hubble Frontier Fields

我们表明，最近测量的紫外光度函数的超暗透镜星系在z= 6的哈勃前沿领域提供了一个前所未有的探测质量m_X的暖暗物质候选人独立于重子物理。将最暗星系的丰度与WDM宇宙学中暗物质晕的最大数密度进行比较，在1-sigma置信水平下，热遗迹WDM粒子的质量有一个鲁棒的极限m_X> 2.9 keV，在2-sigma置信水平下，m_X> 2.4 keV，在3-sigma置信水平下，m_X> 2.1 keV。这些构成了迄今为止独立于星系形成所涉及的重子物理学的WDM粒子质量的最严格的约束。我们讨论了我们的结果对不育中微子产生机制的影响。特别是，如果不育中微子是负责的3.5 keV线在X射线团的观测报告，我们的结果坚定地排除了Dodelson-Widrow生产机制，和产量m_{sterile} > 6.1 keV的不育中微子通过Shi-Fuller机制产生。

暖暗物质晕的典型密度剖面

Typical density profile for warm dark matter haloes

利用Salvador-Solé等人（2012）最近提出的（自下而上）层次晕生长模型，我们推导出了具有两种不同质量的非热无菌中微子的和谐暖暗物质（ΛWDM）宇宙学中具有多个相关质量的晕的典型球平均密度分布。预测的密度分布在小半径处变得平坦，正如从光谱截止的影响所预期的那样。核心不能解决，但是，因为非零粒子速度产生的最小质量的原晕在小节点，这在相应的半径无效的模型的碎片。

Probing the Milky Way's Dark Matter Halo for the 3.5 keV Line

We present a comprehensive search for the 3.5 keV line, using $\sim$51 Ms of archival Chandra observations peering through the Milky Way's Dark Matter Halo from across the entirety of the sky, gathered via the Chandra Source Catalog Release 2.0. We consider the data's radial distribution, organizing observations into four data subsets based on angular distance from the Galactic Center. All data is modeled using both background-subtracted and background-modeled approaches to account for the particle instrument background, demonstrating statistical limitations of the currently-available $\sim$1 …

利用弥散超新星中微子背景探测自相互作用惰性中微子暗物质

Probing self-interacting sterile neutrino dark matter with the diffuse supernova neutrino background

本文提出利用 DSNB 能谱中的凹陷特征探测 keV 级强自相互作用惰性中微子暗物质，并说明未来中微子探测器可检验规避现有约束的参数。

哥白尼复合体：暖暗物质晕的统计性质

The COpernicus COmplexio: Statistical Properties of Warm Dark Matter Haloes

Bulbul等人（2014 a）和Boyarsky等人（2014 a）最近从星系和星系团中心探测到的3.5 keV X射线线被解释为7 keV无菌中微子衰变的发射，这些中微子可能构成（温暖的）暗物质（WDM）。作为哥白尼COmplexio（COCO）计划的一部分，我们调查的暗物质晕形成的高分辨率宇宙学$N$ -体模拟的初始条件类似于宇宙中的预期，其中暗物质由7千电子伏的不育中微子。该模拟及其冷暗物质（CDM）对应物具有$\sim13.4$ bn粒子，每个粒子的质量均为$\sim 10^5\, h^{-1} M_\odot$，提供了有关晕结构和演化的详细信息，直至矮星系质量尺度。COCO-暖区小尺度非线性结构（$M_{200}\, \leq\, 2 \times 10^9\,h^{-1}\,M_\odot$）的形成比COCO-冷区稍晚。在WDM模型中，目前的晕质量函数在质量$\sim 2 \times 10^{9}\,h^{-1}\,M_\odot$处开始下降到低于CDM对应物，并且非常迅速地向更低的质量下降，使得COCO-暖比COCO-冷中质量$M_{200}= 10^{8}\,h^{-1}\,M_\odot$的晕少五倍。在COCO暖星系中，矮星系尺度上的晕浓度相应较小，我们提供了一个简单的函数形式来描述其随红移的演化。在这两种情况下，晕的形状是相似的，但COCO-Warm中最小的…

哈勃张力驱动的自相互作用中微子与KeV惰性中微子暗物质之间的协同效应

Synergy Between Hubble Tension Motivated Self-Interacting Neutrino and KeV-Sterile Neutrino Dark Matter

本文研究哈勃张力解所需的中微子自相互作用与KeV惰性中微子暗物质产生机制之间的协同参数空间，发现大量同时满足两者且不受X射线约束的区域，并在O(10) TeV超对称破缺框架中自然实现相关参数。

惰性中微子暖暗物质在铼和氚β衰变中的作用

Role of Sterile Neutrino Warm Dark Matter in Rhenium and Tritium Beta Decays

质量在1到几keV范围内的惰性中微子作为粒子物理学标准模型的扩展是重要的，并且是严重的暗物质（DM）候选者。这个DM质量尺度（暖DM）与宇宙学和银河系的观测结果一致。本文研究了keV无菌中微子与轻活性中微子在铼187和氚β衰变中的混合作用。我们确定了β粒子的能谱0 < T_e <（Q_{beta} - m_s），作为可以探测到无菌中微子和测量其质量m_s的区域。这个能量区域与位于端点Q_{beta}附近的适于测量轻活性中微子质量的区域相距至少1 keV。在β衰变中，一个keV的无菌中微子的发射可以在发射的β粒子的光谱中表现为一个小的扭结。有鉴于此，我们进行了仔细的计算的铼和氚β光谱和估计的大小，这种扰动的无量纲比率R的无菌中微子的活性中微子的贡献。我们评论的可能性，目前正在运行的两个实验，MARE和KATRIN，分别集中在铼187和氚β衰变中寻找无菌中微子签名。

局域宇宙和高z宇宙中的共振惰性中微子暗物质

Resonant Sterile Neutrino Dark Matter in the Local and High-z Universe

不育中微子包括一整类暗物质模型，根据它们的产生机制，可以是热的、暖的或冷的暗物质。我们模拟了各种无菌中微子模型中宇宙的本星系群和代表性体积，所有这些都与~3.5 keV辐射衰变线的可能存在相一致。我们比较了轻子不对称性（Shi & Fuller 1999年提出的）和“热”模型的共振产生模型。我们发现，在高度非线性制度的性质-例如，卫星的计数和晕和晕下的内部特性-对功率随波数的精确下降不敏感，表明非线性演化基本上消除了初始（线性）物质功率谱中的差异。然而，在较高红移的准线性区域，3D物质功率谱的定量差异仍然存在，这提高了这种模型可以用未来的莱曼α森林观测进行测试的可能性。虽然许多不育中微子模型在很大程度上消除了冷暗物质（CDM）范式内的多个小尺度问题，我们表明，这些模型可能会被排除在不久的将来通过发现更多的矮卫星在本地组。

无菌中微子暗物质模型中的星系形成

Galaxy Formation in Sterile Neutrino Dark Matter Models

我们研究了由无菌中微子构成的暗物质模型中的星系形成。由于其大的参数空间，定义的组合无菌中微子质量$m_ν$和混合参数$\sin^2(2θ)$与活跃的中微子，我们专注于模型与$m_ν=7$千电子伏，符合暂定3.5千电子伏线检测到的几个X射线光谱的集群和星系。我们认为i）两个共振生产模型与$\sin^2(2θ)=5\,10^{-11}$和$\sin^2(2θ)=2\,10^{-10}$，以涵盖的范围内的混合参数与3.5 keV线一致; ii）两个标量衰变模型，代表两种可能的情况下表征这样的情况：冻结和冻结的情况。我们也考虑热暖暗物质与粒子质量$m_X=3$ keV。使用半分析模型，我们比较了不同的DM方案的预测与广泛的观测。我们发现，比较预测的恒星质量函数的演变，丰富的银河系的卫星星系，和全球的恒星形成历史的星系与观测不允许解开的重子物理的影响，从那些相关的不同DM模型。另一方面，恒星晕质量比的分布，在$z\gtrsim 6$的紫外光度函数中暗星系的丰度，以及特定的恒星形成和年龄分布的本地，低质量星系构成潜在的探针所考虑的DM方案。我们将讨论如何与即将到来的设施的下一个观测将能够排除或强烈支持DM模型的基础上不育中微子。

中微子约束：大尺度结构和CMB数据告诉我们什么？

Neutrino constraints: what large-scale structure and CMB data are telling us?

本文结合WMAP 9年或Planck CMB数据、BOSS DR 11的BAO测量、CFHTLenS的星系切变测量、SDSS的Ly- $α$森林约束和Chandra观测的星系团质量函数，讨论了中微子质量约束的可靠性。为了避免模型依赖的约束，我们执行一个完整的可能性分析的所有数据集。至于集群的数据分析，我们依赖于最新的校准的大质量中微子效应的晕质量函数，我们探讨的质量偏差和重离子的反馈过程对宇宙学参数的晕质量函数的重新校准的不确定性的影响。我们发现，没有一个单独的低红移探针提供证据的大质量中微子与CMB测量相结合，而大于$2σ$检测非零中微子质量，无论是活跃的或无菌的，实现结合集群或剪切数据与CMB和BAO测量。在无菌中微子的情况下，对大质量中微子的偏好更大，并且对于Planck，BAO，剪切和集群数据集的组合，我们发现香草$Λ$ CDM模型在超过$3σ$时被拒绝，并且加速器异常激发的无菌中微子质量在$2σ$误差范围内。最后，全数据组合的结果反映了从聚类和剪切数据获得的$σ_8$约束与从Ly- $α$森林测量推断的约束之间的张力;在所采用的两个CMB数据集的活动中微子方案中，完整的数据组合仅产生$\sum m_ν$的上限，而假设额外的无菌中微子，我们仍然优先考虑非零质量，$m_s^{\rm eff}=0.26^{+0.22}_{-0.24}$ eV，和暗对辐射含量$ΔN_{\rm e…

KM3-230213A事件的宇宙学起源及相关引力波

Cosmological Origin of the KM3-230213A event and associated Gravitational Waves

本研究提出新宇宙学图景，以超重惰性中微子衰变解释KM3-230213A超高能中微子事件，并预言两类引力波信号，为相关物理提供多信使探测思路。

银河系星晕运动学子结构的特征

Signatures of Kinematic Substructure in the Galactic Stellar Halo

来自坠落卫星的潮汐碎片可以在星系晕的相空间分布中留下可观测的结构。这样的子结构可以表现在晕中恒星的空间和/或速度分布中。本文重点研究一类子结构，这是纯粹的运动性质，没有伴随的空间特征。为了研究它的性质，我们使用模拟恒星晕动态填充通过Lactea II高分辨率N体模拟与恒星。在拉克蒂亚大道的内晕中，有相当一部分恒星具有共同的速度和金属丰度，尽管它们在空间上是弥散的。我们认为，这种运动学的子结构是一个通用的功能，潮汐碎片从旧的合并，并可能解释检测径向速度子结构的内晕的斯隆扩展银河系的理解和探索。GAIA卫星将提供数量空前的恒星的自行，它将进一步描述内晕中的运动学亚结构。我们对Via Lactea模拟的研究表明，恒星晕可以用来绘制局部暗物质晕的速度分布，这对暗物质直接探测实验具有重要意义。

暗物质晕质量函数和偏置中的φ ^3型原始非高斯性特征

Signature of primordial non-Gaussianity of phi^3-type in the mass function and bias of dark matter haloes

我们探讨了立方修正gnl*phi^3对从一系列大型N体模拟中提取的暗物质晕的质量函数和偏差的影响，并将其与理论预测进行了比较。这种三次项可以在像曲率模型这样的场景中被激发，其中可以产生大的三次校正，同时保持二次fnl* φ ^2校正小。偏离高斯晕质量函数与理论预测是合理的。从晕的自功率谱和互功率谱测量的尺度依赖的偏差校正Δ b_kappa（k，gnl）与fnl模式中的校正类似，但幅度低于理论预期。使用Slosar等人（2008）的LSS数据汇编，我们首次获得gnl的限值为-3.5 10 ^5 < gnl < +8.2 10 ^5（95%CL）。这一限制将随着未来的LSS数据而改善1-2个数量级，这应该测试许多这种类型的场景。

IceCube DeepCore探测器对星系晕中低质量暗物质特征的灵敏度

Sensitivities of IceCube DeepCore Detector to Signatures of Low-Mass Dark Matter in the Galactic Halo

讨论了银河系暗物质湮灭和衰变产生的中微子流在DeepCore阵列中的事件率。这个事件率计算与10 GeV的阈值能量，这是小于在以前的作品中采取的阈值能量。考虑到大气中微子通量引起的背景事件率，我们评估了DeepCore阵列探测暗物质湮灭截面和衰变时间的灵敏度。灵敏度研究包括湮灭模式$χχ\to b\bar{b}, \ τ^+ τ^-$、\ $μ^+μ^-$和$ν\barν$，以及衰减模式$χ\to b\bar{b}, \ τ^+ τ^-$、\ $μ^+μ^-$和$ν\barν$。我们比较我们的结果与相应的约束来自观测的WMAP，ACT和费米-LAT。

暗区物理的宇宙学特征：晕的演化和自旋排列

Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment

目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述，即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟，讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕，晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现，在所有宇宙学中，对于一系列红移，晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域，避免晕自旋的非线性干扰，但非常相似的宇宙学之间的排列趋势，这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现，在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来，这样的发现可以提供线索，将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说，晕统计并不是对暗区物理的准确探测。

暗物质主要是轴子BEC

The dark matter is mostly an axion BEC

轴子不同于普通的冷暗物质，如WIMP或无菌中微子，因为它们形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。结果，在星系晕上吸积的轴子会以净整体旋转的方式落入。相反，普通CDM以无旋速度场吸积到星系晕上。在这两种情况下，内焦散是不同的。它表明，如果暗物质是轴子，孤立的盘状星系，如银河系的晕的相空间结构，正是存在的观测支持的焦散环模型。其他的暗物质候选者预测星系晕的相空间结构要混乱得多。

在宇宙再电离期间富集低质量星系的21厘米BAO特征

The 21-cm BAO signature of enriched low-mass galaxies during cosmic reionization

对第一批恒星形成的研究已经确定，它们是通过分子氢冷却在$\sim 10^5 - 10^6 M_{\odot}$的小晕中形成的。由于来自恒星的低水平紫外线辐射足以分解分子氢，在通常假设的情况下，这种恒星形成的原始模式以红移$z \sim 15$结束，更多质量的晕开始主导恒星的形成。然而，来自第一批恒星的金属富集可能使较小的晕继续形成恒星。在这封信中，我们探讨了在富含金属的低质量晕中恒星形成对来自$z = 6-40$的中性氢红移21厘米信号的可能影响。这些晕显着影响的超音速流的速度，其特征重子声学振荡（BAO）签名。因此，低质量星系的富集可以在很宽的红移范围内在21厘米功率谱中产生强烈的信号，特别是如果小晕中的恒星形成比目前的模拟更有效的话。我们表明，即将到来的射电望远镜可以很容易地区分各种可能的情况。

星系晕中暗星遗迹的特征

Signatures of Dark Star Remnants in the Galactic Halo

最早的恒星可能是由暗物质微晕中心不含金属的氢分子冷却气体形成的。在核聚变之前，这些恒星可能是由恒星湮灭产生的暗物质加热所支撑的，在这种情况下，它们可能在坍缩成黑洞之前已经成长到相当大的质量。许多残留的黑洞和它们周围的暗物质密度尖峰可能是我们今天银河系晕的一部分。在这里，我们探索的伽马射线签名的暗物质湮灭在暗物质尖峰围绕这些黑洞的恒星形成的情况下，黑洞质量，和暗物质湮灭模式的范围。来自费米伽马射线太空望远镜的数据被用来约束暗物质湮灭和第一批恒星形成的模型。