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
Evidence for Dark Matter Self-Interactions via Collisionless Shocks in Cluster Mergers
虽然暗物质自相互作用可以解决结构形成的几个问题，但到目前为止，只有暗物质粒子的两体散射的影响被考虑过。我们表明，如果一个次主导的组成部分的暗物质下的一个完整的$U(1)$规范组充电，集体暗等离子体效应需要考虑到了解其动力学。等离子体的不稳定性可能导致星系团合并中的无碰撞暗物质冲击，这可能已经在Abell 3827和520星系团中观察到了。作为一个具体的模型，我们提出了一个热产生的矢量费米子暗对等离子体。在这种情况下，相互作用的暗物质成分有望在星系团碰撞中与恒星和非相互作用的暗物质晕分离。此外，丢失卫星的问题被软化，同时避免了所有其他天体物理学和宇宙学观测的限制。
2015-08-06 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
Probing Dark Matter Decay and Annihilation with Fermi LAT Observations of Nearby Galaxy Clusters
星系团是间接寻找暗物质的有希望的目标。这些星系团内的暗物质粒子衰变或湮灭产生的伽马射线信号可以用费米大面积望远镜（LAT）观测到。基于三年的费米LAT伽马射线数据，我们分析了来自附近的8个集群单独以及在一个组合的可能性分析的通量。主要集中在信号从暗物质衰变，我们考虑到不确定性的集群质量所确定的X射线观测和模型的集群发射扩展源。寻找不同的强子和轻子衰变和湮灭光谱，我们没有发现显着的发射从任何考虑的集群和目前的限制暗物质的寿命和湮灭截面。我们比较我们的寿命限制来自集群观测的限制，可以从河外伽玛射线背景（EGBG），并发现，在强子衰变的情况下，集群限制成为竞争力在暗物质质量低于几百GeV。然而，在轻子衰变的情况下，星系团的极限比在整个考虑的质量范围内的EGBG的极限更强。最后，我们发现，当暗物质子结构的质量降到10^-6太阳质量时，暗物质湮灭截面的极限可以提高几百倍，对于质量小于150 GeV的暗物质和湮灭为$b\bar{b}$的物质，热截面可能降到3 × 10^-26 cm ^3 s^-1。作为我们的结果的直接应用，我们得到的引力子暗物质的R-宇称破坏的情况下的寿命的限制。这些限制的可能观察到的长寿命的超粒子在LHC的影响进行了讨论。
2012-01-19 astro-ph.CO hep-ph
The spherical collapse model and cluster formation beyond the $Λ$ cosmology: Indications for a clustered dark energy?
我们概括了宇宙的小尺度动力学，考虑到模型的状态方程随时间的推移而演变，并提供了一个完整的制定集群维里化试图解决的非线性制度的结构形成。在当前的暗能量模型的背景下，我们发现星系团似乎形成在z \sim 1-2，与以前的研究一致。此外，我们彻底调查球形物质扰动的演变，因为后者从背景膨胀解耦，并开始“转身”，最后崩溃。在这个框架内，我们发现，浓度参数取决于所考虑的暗能量（均匀或集群）的选择。特别地，如果暗能量的分布是聚集的，那么我们相对于均匀的暗能量产生更集中的结构。最后，通过对四个大质量星系团的观测数据进行比较，发现包含纯均匀暗能量的方案无法再现数据。在非均匀（聚集）的暗能量的情况下，情况变得稍微好一些。
2009-08-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Clustering GCG: a viable option for unified dark matter-dark energy?
我们研究了成簇的广义Chaubergin气体（GCG）作为暗物质-暗能量统一的可能候选者。通过在原K-本质拉格朗日量中引入高阶导数算子，可以得到GCG流体的声速消失（$c_{s}^2 = 0$）。本文研究了GCG+重子流体中密度涨落在线性区的演化。利用SNIa、$H(z)$、BAO以及$fσ_{8}$测量的最新数据获得了对模型的观测约束。允许参数值的物质功率谱表现良好，没有任何非物理特征。
2014-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Strong constraints on clustered primordial black holes as dark matter
暗物质以原始黑洞形式存在的想法最近又死灰复燃，这是由LIGO探测到的来自双黑洞合并的引力波引发的。在这种情况下，有人认为，一个大的原始黑洞的初始集群可以帮助减轻这种情况下的强大约束。在这项工作中，我们表明，相反，与大的初始集群的问题是加剧和约束的原始黑洞暗物质变得压倒性的强大。
2019-03-02 astro-ph.CO hep-ph
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
Simulations of Galaxy Cluster Collisions with a Dark Plasma Component
暗等离子体是自相互作用的暗物质的一种有趣的形式，具有有效的流体性质，各种理论粒子物理模型对其进行了很好的解释。我们的目标是找到一个孤立的质量块在阿贝尔520系统，这不能用传统的暗物质的模型来解释，但已检测到弱透镜观测的解释。我们进行了N体平滑粒子流体力学模拟的星系团碰撞的两个组件模型的暗物质，这是假设由一个占主导地位的非相互作用的暗物质组件和10- 40%的质量分数的暗等离子体。在对基础模型参数的参数扫描中，针对每个模拟计算可能的暗团块的质量。在两个更高分辨率的模拟中，观察到激波和马赫锥在黑暗的等离子体晕中形成。通过选择合适的模拟参数，可以定性地再现子弹星系团（1 E 0657-558）和Abell 520（MS 0451.5+0250）中观测到的暗物质的分布。
2017-09-28 astro-ph.CO hep-ph
Mimicking dark matter in galaxy clusters through a non-minimal gravitational coupling with matter
在这项工作中，一个特定的非最小耦合之间的标量曲率和物质可以模仿暗物质组成的星系团。为了这个目的，人们评估了阿贝尔星系团A586，一个处于维里平衡的大质量邻近星系团，在那里直接估计质量和强透镜测定是可能的。然后扩展暗物质模仿的大样本的星系团的密度分布从钱德拉高质量的数据，也在维里平衡。总密度，它通常遵循尖形轮廓，揭示了一个非常小的重子分量，可以有效地描述在这个框架内。
2013-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Decaying Cold Dark Matter and the Evolution of the Cluster Abundance
星系团的丰度及其红移演化是约束质量涨落幅度σ_8和质量密度参数Ω_m0的有力工具。我们研究了冷暗物质粒子的有限衰变率对星系团丰度的影响。基于衰变冷暗物质宇宙中的球模型，计算了团簇的质量函数，并与观测到的团簇丰度进行了比较。我们发现冷暗物质粒子的衰变显著地改变了星系团丰度的演化。特别是，我们指出，暗物质粒子的寿命相当于宇宙的年龄降低了本地集群丰度的高红移集群丰度的比例，可以解释观察到的集群丰度的演变相当不错。星系团的丰度与暗物质的衰变率有很强的相关性，这表明遥远星系团的巡天可能会为暗物质的性质提供线索。
2003-07-15 astro-ph hep-ph
Dark Energy-Dark Matter Interaction and putative violation of the Equivalence Principle from the Abell Cluster A586
我们发现阿贝尔星系团A586显示暗物质和暗能量之间相互作用的证据，并认为这种相互作用意味着违反等效原理。这种违反是在两种不同的暗能量-暗物质相互作用模型的背景下发现的。我们还认为，基于阿贝尔星系团A586的球对称性，偏度不是检验等效原理的最一般的量。
2007-09-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Secular evolution of galaxies and galaxy clusters in decaying dark matter cosmology
如果宇宙中的暗物质扇区是由亚稳粒子组成的，那么星系和星系团将经历从高红移到低红移的重大长期演化。我们表明，衰变的暗物质，与宇宙学的约束兼容的寿命，可以在观察到的圆盘星系的塔利-费舍尔关系的演变的起源，并减轻椭圆星系的大小演变的问题，同时符合目前的观测约束的气体部分的星系团。
2009-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Galaxy Clusters and Gamma-Ray Lines: Probing Gravitino Dark Matter with the Fermi LAT
如果暗物质粒子不是完全稳定的，它们的衰变产物可能会在宇宙射线通量中被发现。衰变的暗物质的一个自然候选者是R宇称破坏场景中的引力子。在相关的GeV-TeV能量范围内，费米大面积望远镜（LAT）现在正在以前所未有的精度测量宇宙伽马射线通量。我们使用费米LAT的伽马射线数据来寻找引力子暗物质粒子的特征，集中在伽马射线线和星系团观测。我们的研究结果的衰变长度的下一个最轻的超粒子，这可能是在不久的将来在LHC看到的影响，进行了讨论。
2011-10-28 astro-ph.HE hep-ph
Modified Dark Matter in Galaxies and Galaxy Clusters
修正的暗物质（Modified Dark Matter，MDM）是一个受引力热力学启发的暗物质唯象模型，它自然地解释了在银河系自转曲线数据中观察到的宇宙加速常数;与宇宙学常数$Λ$相关的临界加速度是MDM的唯象表现。我们表明，由此产生的质量配置文件，这是敏感的$Λ$，是一致的，在银河系和星系团尺度的观测。我们的研究结果表明，暗物质质量分布包含的信息，宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2017-12-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
BEC dark matter can explain collisions of galaxy clusters
我们认为基于玻色-爱因斯坦凝聚体或标量场的暗物质模型可以解决暗物质在Abell 520和Bullet星系团中明显矛盾的行为。当星系团中的两个星系碰撞时，如果星系的初始动能足够大，两个暗物质晕会以类似于Bullet星系团中观察到的孤子的方式相互通过。如果没有，由于暗物质粒子之间微小的排斥作用，光晕合并，正如在阿贝尔520中观察到的那样。这个想法也可以解释暗星系和没有暗物质星系的起源。
2008-05-25 astro-ph hep-ph hep-th
Probing the nature of dark matter with Cosmic X-rays: Constraints from "Dark blobs" and grating spectra of galaxy clusters
对星系团的引力透镜观测已经确定了具有非常低的重子含量的暗物质“斑点”。我们使用这样的系统来探测X射线观测的暗物质的粒子性质。我们还研究了一个星系团的高分辨率X射线光栅光谱。从这些光栅光谱，我们提高了一个特定的暗物质候选人，不育中微子的保守约束，超过一个数量级。基于仅从宇宙X射线观测中得到的这些保守约束，低质量（m_s <10 keV）和低混合角（sin ^2（2θ）10^{-6}）的不育中微子仍然是一个可行的暗物质候选者。
2006-10-02 astro-ph hep-ph
The growth index of matter perturbations using the clustering of dark energy
我们提出了一个新的统一框架，它提供了一个一致的和相当完整的帐户的增长指数的物质扰动的制度，其中暗能量是允许有集群。特别是，我们发现的增长指数不仅是宇宙学参数的影响，而是取决于所考虑的暗能量（均匀或集群）的选择。使用{ \em Planck}先验并在理论预期和增长数据之间执行标准的$χ^2$ -最小化，我们统计量化了增长指数代表观察结果的能力。最后，基于增长指数分析，我们发现增长数据有利于集群的暗能量的情况。
2015-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ruling out Initially Clustered Primordial Black Holes as Dark Matter
结合微透镜和莱曼- $α$森林的约束，我们提供了一个简单的参数，表明大空间集群的恒星质量的原始黑洞在形成时，如一个诱导的存在下，大的非高斯，被排除。因此，不可能通过提高初始聚集度来逃避现有的限制，这些限制阻止恒星质量的原始黑洞成为暗物质的主要组成部分。
2022-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mapping the dark trajectory of the Bullet Cluster
我们模拟了碰撞星系团系统1 E0657 -56（子弹星系团）中暗物质湮灭产生的电子/正电子。这些被磁场限制的带电粒子清晰地追踪着子弹的路径，子弹以3000-5000 km/s的速度穿过主星团。在每个团簇中加入暗物质亚结构（暗晕）的影响后，发现湮灭率大大提高，尾流中的正电子密度与子弹团簇中的正电子密度相似。这打开了大门，明确检测的湮灭信号通过SZ效应，在显着的分离，从热电子。
2007-10-26 astro-ph hep-ph
Constraints on the Interaction between Dark Matter and Baryons from Cooling Flow Clusters
其他非引力加热过程需要解决的分歧，缺乏冷却气体成分的中心星系团最近揭示的钱德拉和XMM观测和传统的辐射冷却模型的期望。我们认为，暗物质粒子与重子物质的相互作用可以作为团簇内部区域团内介质（ICM）再加热的一种替代，其中暗物质的动能被输送到ICM以平衡辐射冷却。利用典型星系团的Chandra和XMM数据，我们对暗物质-重子截面设置了一个有用的约束：$σ_{xp}/m_x \sim 1 \times 10^{-25}$ cm $^2$ GeV $^{-1}$，其中$m_x$是暗物质粒子的质量。
2001-06-27 astro-ph hep-ph
Non-thermal X-rays from the Ophiuchus galaxy cluster and dark matter annihilation
我们调查的情况下，最近发现的非热硬X射线发射蛇夫座星系团起源于逆康普顿散射的高能电子和正电子产生的弱相互作用的暗物质对湮灭。我们表明，这种情况下，可以占X射线和无线电发射，提供的平均磁场的顺序为0.1微高斯。我们证明，GLAST将最终测试的暗物质湮灭假设。根据粒子暗物质模型，GLAST甚至可能探测到由暗物质对湮灭成两个光子产生的单色线。
2008-05-14 astro-ph hep-ph
Constraints on parameters of radiatively decaying dark matter from the galaxy cluster 1E0657-56
我们推导出了辐射衰减的暖暗物质粒子的参数约束，例如，利用钱德拉X射线光谱对一个星系团1 E0657 -56（"子弹“星系团）的质量和混合角。约束是基于无菌中微子衰变发射线的非检测。这个星系团显示出炽热的星系际气体和暗物质之间的空间分离，有助于解开它们的X射线信号。它也有一个非常长的X射线观测和总质量通过引力透镜测量。这使得对不育中微子的限制与早期使用不同集群质量估计的结果互补。我们的限制与现有的最佳限制相当。
2006-11-06 astro-ph hep-ph
Constraining dark energy with Sunyaev-Zel'dovich cluster surveys
我们讨论的前景约束的暗能量组件的属性，特别是参考随时间变化的状态方程，使用未来的集群调查选择他们的Sunyaev-Zel'dovich效应。我们计算集群的数量预期为一组给定的宇宙学参数和propogate预期从各种调查的错误。在短期内，它们将与未来对Ia型超新星的观测相结合，限制暗能量，但可能会在适当的时候这样做。
2002-05-23 astro-ph hep-ph
Constraints on holographic dark energy from X-ray gas mass fraction of galaxy clusters
我们使用Allen等人发布的26个富星系团X射线气体质量分数的Chandra测量结果来对全息暗能量模型进行约束。这些约束条件与其他宇宙学试验的结果一致，特别是与超新星、宇宙微波背景和大尺度结构数据的联合分析结果一致。从这个测试中，全息暗能量也倾向于表现为五等分的暗能量。
2005-10-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Measuring the dark matter velocity anisotropy in galaxy clusters
宇宙包含的暗物质大约是正常重子物质的6倍，直接观察到暗物质和重子之间的根本差异对于我们理解暗物质结构都很重要，并为我们提供有关暗物质粒子基本特征的信息。我们讨论了平衡态暗物质结构的一个显著特征，即局部暗物质温度可能依赖于方向的性质。这与重子气体形成鲜明对比。我们使用X射线观测两个附近的，放松的星系团，假设流体静力平衡和相同的暗物质和气体温度的外部集群区域，测量此暗物质温度各向异性β_dm，与非参数蒙特卡罗方法。我们发现，beta_dm是大于重子气体，beta_gas=0，在超过3西格玛的信心预测值。观测到的温度各向异性值与宇宙学N体模拟的结果相当一致，并表明暗物质粒子的平衡不受与重子气体相反的局部点状相互作用的控制。
2007-11-08 astro-ph hep-ph
How the Scalar Field of Unified Dark Matter Models Can Cluster
我们使用标量场拉格朗日函数与非正则动力学项，以获得统一的暗物质模型的暗物质和暗能量，后者模仿一个宇宙学常数，描述的标量场本身。在这个框架中，我们提出了一种技术来重建模型的有效声速是足够小的标量场可以集群。这些模型避免了强烈的时间演化的引力势和大的综合萨克斯-沃尔夫效应，这是一个严重的缺点，以前考虑的模型。此外，这些统一的暗物质标量场模型可以很容易地推广为暗物质加上暗能量成分，表现得像任何类型的精华流体。
2008-10-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Solving the Cooling Flow Problem of Galaxy Clusters by Dark Matter Neutralino Annihilation
最近的X射线观测表明，即使理论上预测，如果没有额外的热源，在星系团中也不存在团内气体的强冷却流。我表明，相对论粒子产生的暗物质中性伴子湮灭在集群核心提供了一个足够的热源，以抑制冷却流，在合理的天体物理环境下，包括绝热增长的中心密度分布，与适当的粒子物理参数的暗物质中性伴子。与活动星系核等其他天体物理热源相比，这一过程是开启后在宇宙学时间尺度上的稳定反馈。
2004-03-26 astro-ph hep-ph
Dark Energy and the mass of galaxy clusters
到目前为止，暗能量的证据是基于非常大尺度上的宇宙动力学，超过1 Gpc。假设它继续表现得像一个宇宙学常数$Λ$在小得多的尺度上，我讨论了它对非相对论性的测试粒子在弱引力场的运动的影响，我提出了一种方法来检测$Λ\neq 0$的证据在约1 Mpc的规模：主要成分是测量的星系团的质量。
2007-03-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing Dynamics of Dark Energy with Supernova, Galaxy Clustering and the Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations
利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，结合超新星（Riess“Gold”样品）、星系团（SDSS 3D功率谱和SDSS lyman-α森林信息）和最近三年的Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）观测，对暗能量动力学进行了全局分析.我们允许暗能量状态方程跨越-1，并特别注意当错误地忽略暗能量扰动时的影响。我们发现动力学暗能量的参数空间现在受到很好的约束，忽略暗能量扰动将使参数空间显着更小。动态暗能量模型，其中状态方程交叉-1是温和的青睐和标准的\LambdaCDM模型仍然是一个很好的适合目前的数据。
2006-03-23 astro-ph gr-qc hep-ph
