Superfluid Dark Matter around Black Holes
本文计算星系中心超大质量黑洞周围的超流体暗物质密度分布，揭示其随状态方程变化的不同幂律行为，并提出据此区分无碰撞暗物质。
2023-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Direct Probe of Dark Energy through Gravitational Lensing Effect
我们表明，引力透镜可以提供一个直接的方法来探测天体物理尺度上的暗能量的性质。将透镜系统作为孤立的天体，导出了暗能量对引力势的贡献为排斥幂律项，包含了一般的状态方程参数$w$ .我们发现它对传统的$w=-1$的光轨道方程产生了$w$依赖的和位置依赖的修正。在后牛顿近似下，我们计算了孤立透镜系统在天体物理尺度下的直接效应，发现暗能量力可以使入射光线的路径发生偏转。我们证明了暗能量引起的偏转角$Δα_{DE}^{}\propto M^{(1+\frac{1}{3w})}$（与$1+\frac{1}{3w}>0$），这与透镜质量$M$增加，并始终接近极限$M \to 0$为零。这种效应是独特的，因为暗能量倾向于扩散光线并产生凹透镜效应。这与由可见光和暗物质引起的传统凸透镜效应形成对比。测量这种凹透镜效应可以直接探索暗能量的存在和性质。我们估计了这种效应，并表明目前的引力透镜实验是敏感的直接探测的暗能量在天体物理尺度。对于特殊情况$w=-1$，我们的独立研究有利于以前的工作，宇宙学常数可以影响光弯曲，虽然我们的预测定性和定量不同于文献，包括我们一致的实现$Δα_{DE}\to 0$（下$M \to 0$）在领先的顺序。
2017-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dark Disk Substructure and Superfluid Dark Matter
暗物质子结构具有区分大类暗物质模型的潜力。考虑到这一点，我们构建新的解决方案的运动方程的管理凝聚暗物质候选人，即轴子玻色-爱因斯坦凝聚体和超流体。这些解沿一个轴高度压缩，因此具有盘状几何形状。我们讨论了这些解的线性稳定性，考虑了作为大尺度暗盘或小尺度子结构的天体物理意义，并发现了强引力透镜的特征信号。这增加了越来越多的工作，表明暗物质亚结构的形态是暗物质性质的有力探针。
2019-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dynamical friction in dark matter superfluids: The evolution of black hole binaries
本文研究含中心大质量黑洞暗物质尖峰的超流体核心中，圆轨道天体所受动力学摩擦及其导致的双星引力波相位偏移，发现该效应低于 LISA 探测阈值，可用于区分超流体与无碰撞暗物质模型。
2024-05-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Thermalization, Fragmentation and Tidal Disruption: The Complex Galactic Dynamics of Dark Matter Superfluidity
本文研究自相互作用玻色子暗物质的超流体模型，发现暗物质晕热化凝聚后碎裂为超流体团块，但除中心孤子外均遭潮汐瓦解，从而解释了矮星系旋转曲线的多样性。
2022-12-20 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
CMB Lensing Constraints on Dark Energy and Modified Gravity Scenarios
弱引力透镜在宇宙微波背景温度和偏振角功率谱上留下了特征印记。在这里，我们调查可能的限制，从未来的CMB角谱测量预计从普朗克和EPIC的综合透镜潜力。我们发现，普朗克和EPIC将限制在6%和1%的水平分别负责透镜的集成投影电位的振幅，非常小的灵敏度的形状的透镜电位。我们讨论了这种测量在约束暗能量和修正的引力标量张量理论中的意义。然后讨论了弱透镜势振幅的错误假设对宇宙学参数推断的影响。
2009-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
An empirical analysis of the dynamics of both individual galaxies and gravitational lensing in galaxy clusters without dark matter
星系平坦自转曲线的存在仍然令人困惑。暗物质范式很久以前就被提出来解决这个难题;然而，这个提议仍然在争论中。在本文中，我们寻找的普遍关系，只涉及重子密度，同时纳入星系动力学和引力透镜在星系团，而不需要暗物质。如果这种类型的公式存在，我们表明，它可能可以清楚地表明，暗物质要么是完美的重子物质，或者从更激进的角度来看，甚至可能是无用的。如果后一种情况是真的，那么我们就必须提高模型的可见性，比如修正的惯性（MOND）甚至修正的重力（MOG）。
2022-10-22 astro-ph.GA
Core Fragmentation in Simplest Superfluid Dark Matter Scenario
我们在标量暗物质模型中研究了星系晕的结构，暗物质具有排斥的四次自相互作用，能够在高密度区域发生超流相变。我们表明，热化的核心是容易破碎成超流液滴由于牛仔裤不稳定性。此外，由于天体物理大小的核心可能只会产生时，大多数的粒子组成的晕驻留在一个高度简并的相空间，众所周知的约束暗物质自相互作用截面推断从碰撞的集群需要进行修订，占由于简并的相互作用速率的增强。因此，kpc大小的超流孤子的产生，在参数子空间符合子弹团的约束，要求暗物质粒子是超轻的。
2021-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The role of the chemical potential in coupling superfluid dark matter to baryons
超流暗物质假设星系的中心含有超流凝聚物。关于这些超流体的一个重要量是它们的化学势$ μ$。在这里，我们讨论与这个化学势有关的两个问题。第一，由于重子-声子耦合的破缺，没有与这个化学势相关的精确守恒量。第二，$ μ$有时通过将声子场移动$ μ\cdot t $来引入，这也是由于重子-声子耦合的破缺，在拉格朗日量中引入了显式的时间依赖性。我们调查在哪些条件下引入化学势仍然是合理的，并显示如何正确地引入它时，这些条件得到满足。我们进一步提出了一个模型，恢复超流暗物质的零温度运动方程，包括化学势，即使上述条件证明化学势不满足。
2019-09-20 astro-ph.GA hep-ph hep-th
Deep+Wide Lensing Surveys will Provide Exquisite Measurements of the Dark Matter Halos of Dwarf Galaxies
新的深宽测光透镜巡天的出现将为直接测量矮星系的暗物质晕提供可能性。HSC范围的调查将是第一次具有测量具有log（M*）=8的高信噪比的透镜信号的统计能力。在相同的质量尺度下，LSST将具有最大的整体约束能力，预测SN=200的矮星周围的星系-星系透镜信号的信噪比。由于其成像数据的深度，WFIRST和LSST将最有可能推到log（M*）= 7质量标度以下。用引力透镜研究z=0.1的矮星系的暗物质晕，很快就可以实现了。然而，还需要进一步的工作来开发优化的策略，从这些调查中提取矮星样本，确定红移，并精确测量小径向尺度上的透镜效应。矮透镜效应将是一个新的和强有力的工具，以限制晕质量和内部密度斜率的矮星系和区分重子反馈和修改的暗物质的情况。
2019-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Clusters in the Context of Superfluid Dark Matter
最近有人提出，通过假设暗物质是一种超流体，可以在小尺度上实现MOND效应，同时保持$Λ$ CDM在大尺度上的成功。在这里，我们的目标是提供超流暗物质的背景下的星系团的第一套球形模型。我们首先概述了超流核的理论结构和周围的“正常相”暗晕的准粒子在热平衡。后者应该包含星系团的最大部分。在这里，我们将SfDM转变设置在超流和正常相的密度和压力一致的半径处，忽略超流核中声子的影响。然后，我们将该理论应用于星系团的样本，并直接比较SFDM预测的质量分布数据。我们发现，超流公式可以再现X射线动力学质量分布的集群。然而，SfDM拟合显示出对中心区域的重力的轻微低估，这可能部分与我们忽略了这些区域中声子的影响有关。我们的结论是，这种超流体配方是成功的描述星系团，但需要进一步的工作，以确定是否参数的选择是一致的星系。我们的模型可以通过探索非球形和我们施加的SfDM过渡条件变得更加现实。
2017-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
A Preference for Cold Dark Matter over Superfluid Dark Matter in Local Milky Way Data
在星系尺度上，暗物质和重子之间存在着许多众所周知的相关性。这些相关性基本上可以包含在观测到的和重子加速度之间的简单标度关系中，历史上称为质量离散加速度关系（MDAR）。这种关系的存在促使许多理论试图通过调用重子上的额外基本力来解释这种相关性。标准的传说是，一个理论，减少到星系尺度上的MDAR，但行为像冷暗物质（CDM）在更大的尺度上提供了一个非常适合的数据，因为CDM是可取的星系团和以上的规模。然而，这一说法应该根据最近的结果进行修改，这些结果表明，再现MDAR的基本力受到当地银河系动力学和5-18 kpc之间的旋转曲线数据的挑战。在这项研究中，我们以超流体暗物质为例来验证这一说法。我们发现，一个标准的CDM模型是首选的静态超流配置文件假设一个稳态的银河系磁盘和讨论的鲁棒性，这一结论的不平衡效应。这种偏好是由于超流体模型过度预测了垂直加速度，即使在复制银河系旋转曲线时也是如此。我们的结果建立了一个重要的标准，任何暗物质模型必须满足银河系内。
2023-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Biases in inferring dark matter profiles from dynamical and lensing measurements
在旋涡星系旋转曲线中，盘和晕贡献之间的简并使得很难全面了解像我们银河系这样的盘星系中重子和暗物质的分布。使用模拟数据，我们研究如何约束暗物质配置文件从运动学，强透镜，或两者的组合受到假设的影响晕模型。我们比较了四种不同的模型：球形等温和Navarro-Frenk-White晕，以及球形和椭圆形Burkert晕。对于运动学和透镜效应，我们发现不同的模型很好地拟合了数据，但给出的封闭质量与真实质量不一致（即，输入）值。当输入和拟合模型在具有核心或尖点轮廓方面不同时（例如当底层暗物质分布遵循不同轮廓时拟合NFW模型），这尤其值得注意。我们发现，质量偏差与透镜比与运动学更明显，使用这两种方法可以帮助减少偏差，并提供更强的约束暗物质分布。
2018-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong Lensing with Finite Temperature Scalar Field Dark Matter
我们研究了有限温度标量场暗物质中的引力约束对暗物质晕的影响。我们发现的限制，以产生多个图像的暗物质只，我们表明，有差异，就完整的玻色-爱因斯坦凝聚体晕时，在暗物质晕的标量场的温度考虑。温度的非零性使得标量场处于激发态，近年来，它们的存在被证明是拟合各种大小的暗物质主导星系的旋转曲线所必需的，这也解释了晕密度分布的非普适性。因此，我们期望结合旋转曲线和强透镜系统的观测可以给我们一个线索的性质暗物质。最后，我们提出了一种识别强透镜晕激发态的方法，通过对各种强透镜晕激发态的了解，可以提供标量场暗物质晕演化的信息，这些信息可以通过数值模拟进行验证。
2013-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
