Constraining Dark Matter in Galactic Substructure
探测银河系子结构或暗晕中的暗物质湮灭信号是高能伽马射线实验的一个重要挑战。在本文中，我们讨论了探测前景相结合的两个不同方面的伽玛射线信号：角分布和光子计数概率分布函数（PDF）。最近（由Lee等人）已经显示了来自subhalos的真正PDF。偏离泊松;我们扩展了这种分析，并从一个详细的Lambda-CDM为基础的模型的subhalos属性的信号PDF。我们结合我们的PDF与银河系和银河系外的扩散伽马射线发射的模型，以获得估计和预测误差的暗物质粒子的属性（质量和湮灭截面）使用费米伽马射线太空望远镜。我们比较从真正的PDF获得的估计，从简单的泊松分析。我们发现，虽然这两个估计是unbaised在背景的存在下，从真正的PDF推导出的暗物质属性的错误是~50%小于利用泊松为基础的分析。
2010-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring dark matter microphysics with galaxy surveys
我们使用目前的宇宙学观测和未来实验的预测来说明大尺度结构（LSS）调查在探测暗物质（DM）微物理和揭示潜在的偏离标准$Λ$ CDM方案的权力。为了量化这种说法，我们专注于扩展的$Λ$ CDM DM中微子散射，这留下了独特的印记的角度和物质的功率谱。在发现未来的CMB实验（如COrE+）将不会显着改善普朗克卫星设置的约束后，我们表明，下一代星系团调查（如DESI）可能会在约束替代宇宙学方面发挥主导作用，甚至有可能发现。通常，我们发现DESI对DM相互作用的敏感性比普朗克高一个数量级，因此探测到目前为止只能通过$N$体模拟获得的效应。
2017-11-30 astro-ph.CO hep-ph
New Cold Dark Matter Crisis Revealed by Multiscale Cluster Lensing
Yale University（耶鲁大学）
通过强弱透镜数据研究星系团子结构，发现子暗物质晕的密度分布与CDM预测不符，暗示需要新的暗物质模型。
2026-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Probing the small-scale structure in strongly lensed systems via transdimensional inference
强透镜效应是研究宇宙中小尺度密度涨落的一种灵敏的方法。我们实现了一种新的方法来建模强透镜系统使用概率编目，这是一个transdimensional，分层和贝叶斯框架，从元模型（具有不同维度的模型的联盟）与观察到的光子计数图一致的样本。概率编目使我们能够稳健地表征具有不同数量的subhalos的透镜模型内和透镜模型之间的建模协方差。与传统的海底晕编目不同，它不需要模型海底晕将拟合优度提高到检测阈值以上。相反，它允许利用光子计数图中包含的所有信息，例如，当约束次晕质量函数时。我们进一步表明，不包括这些小的subhalos在镜头模型中，固定尺寸的推理方法可以显着错误的数据模型。使用模拟的哈勃太空望远镜（HST）数据集，我们表明，subhalo质量函数可以探测，即使在样本目录中的许多subhalo单独低于检测阈值，将缺席在传统的目录。随着计划中的宽视场红外空间望远镜（WFIRST），在高分辨率，深强透镜图像中的暗晕的同时概率编目有可能限制在更低的质量下的晕质量函数。
2018-03-05 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Dark Matter Subhalos and the X-ray Morphology of the Coma Cluster
结构形成模型预测，星系团包含许多大质量的subhalo。星系团中次晕的引力压缩了周围的星系团内气体，增强了其X射线发射。我们提出了一个简单的模型，它把subhalos作为缓慢移动和无气体，计算这种效果。冈部等人最近对后发座星系团中心300千秒差距范围内的三个质量集中区进行了弱透镜测量，确定它们的质量约为10^13太阳质量，其中两个集中在巨大的椭圆星系NGC 4889和NGC 4874上。采用一个光滑的球状β模型的气体分布在未扰动的集群，我们模拟这些subhalo上的后发座星系团的X射线形态的影响，比较我们的结果与钱德拉和XMM-牛顿X射线数据。这些模型与后发座星系团中央的X射线形态之间的一致性是惊人的。从透镜测量的次晕参数，三个次晕的距离后发座星系团中平面沿我们的视线都严格限制。用该模型拟合NGC 4889和NGC 4874的次晕质量，分别得到9.1 x 10^12和7.6 x 10^12太阳质量，与透镜质量非常吻合。这些结果有力地支持了NGC 4889和NGC 4874都与后发座星系团中心附近的子晕有关的论点。除了限制质量和三维位置的subhalos，X射线数据显示作为一种手段，探测中央subhalos结构的承诺。
2013-04-12 astro-ph.CO
Constraining Satellite Galaxy Stellar Mass Loss and Predicting Intrahalo Light I: Framework and Results at Low Redshift
我们介绍了一种新的技术，使用星系团限制卫星星系如何失去恒星质量，并有助于扩散的“内晕光”（IHL）。我们实现了两个模型，将卫星星系恒星质量损失与晕下暗物质质量损失的详细知识联系起来。模型1假设星系的恒星质量损失分数与其次晕中暗物质质量损失分数成正比。模型2解释了恒星质量损失的时间延迟，因为星系位于深晕的势阱中，在星系受到影响之前可能会经历一段时间的暗物质质量损失。我们使用这些模型来预测人口的星系的恒星质量，并使用丰度匹配来预测从斯隆数字巡天的几个r-波段光度阈值样本的聚类。假设没有恒星质量损失的绝对匹配（类似于晕下坠落时的丰度匹配）高估了小尺度（<~ 1 Mpc）的关联函数，而允许太多的恒星质量损失会导致低估。因此，对于每个样本，我们能够限制所需的恒星质量损失量，以匹配观察到的聚类。我们发现，不太明亮的卫星星系经历更有效的恒星质量损失比发光的卫星。从这些模型中，我们可以推断出沉积在IHL中的恒星质量的数量。我们发现，我们的模型预测的平均量的国际人道主义法作为晕质量的函数是一致的，与目前的观测测量。然而，我们的两个模型预测了不同数量的分散在国际人道主义法从晕到晕，与模型2被青睐的观测。这表明，与国际人道主义法测量的比较提供了我们的恒星质量损失模型的独立验证。（节录）
2013-06-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spatial extension of dark subhalos as seen by Fermi-LAT and implications for WIMP constraints
空间扩展被誉为伽马射线搜寻黑暗星系晕的“冒烟的枪”，这将成为伽马射线望远镜无法识别的来源。在这项工作中，我们研究的费米-LAT扩展subhalos使用模拟数据的基础上，一个现实的天空模型的敏感性。我们模拟一组代表性的subhalos，其参数来自我们以前的工作与N体宇宙学模拟数据的空间模板。我们发现，检测扩展的subhalo和找到一个明确的信号的角度扩展需要，分别是一个点样源的情况下，2至10倍以上的通量。通过研究一个大的网格模型，如WIMP质量，湮没通道或subhalo模型的参数变化显着，我们得到的LAT的响应作为产品的湮没截面倍的J-因子的函数。事实上，我们表明，空间扩展可以用作一个额外的过滤器，拒绝subhalos候选人之间的池不明LAT源，以及一个“吸烟枪”的积极识别。例如，对于所考虑的场景，期望十分之几度的典型角度扩展。最后，我们还研究了所获得的LAT对这种扩展晕圈的敏感性对可实现的暗物质约束的影响，这些约束比可比的点源限制少几倍。
2022-04-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Comparison of simulations and semi-analytical model for WDM subhalo mass functions
本研究评估SASHIMI-W模型再现较重WDM粒子质量亚晕质量函数的能力，通过与多质量WDM的N体模拟比较，验证其在红移z=0-2的有效性，同时发现中低质量区差异，指出需改进潮汐效应建模和虚假亚晕滤波。
2025-08-22 astro-ph.CO
The tidal evolution of dark matter substructure -- I. Subhalo density profiles
准确预测暗物质晕的丰度和结构演化对于理解星系形成、模拟星系成团和限制暗物质的性质至关重要。由于次晕演化的非线性性质，宇宙学的$N$体模拟仍然是其主要的研究方法。然而，最近的研究表明，这种模拟仍然受到人为干扰的严重影响，减少了小规模的信息内容，降低了所有模拟校准半分析模型的可靠性。在本文中，我们利用最近发布的DASH库的高分辨率，理想化的模拟subhaloes的潮汐演变，这是不受阻碍的数值overmerging由于离散噪声或力软化，校准改进的，更准确的模型subhaloes的密度分布的演变，经历潮汐加热和剥离在其主机晕。通过测试以前的研究结果，潮汐截断subhalo的结构演变完全取决于剥离的质量的分数，独立的剥离的细节，我们确定了一个额外的依赖于初始subhalo浓度。我们提供了显着改进的拟合函数的subhalo密度分布和结构参数（$V_\mathrm{max}$和$r_\mathrm{max}$），是畅通无阻的数值系统学和适用于广泛的参数空间。该模型将是未来半解析处理子结构演化的一个组成部分，可用于预测关键量，如演化的次晕质量函数和湮灭助推因子，并验证此类计算与宇宙学模拟。
2019-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array to dark subhalos
在这项工作中，我们研究了切伦科夫望远镜阵列（CTA）的银河系暗物质（DM）的subhalos检测的潜力。我们专注于低质量的subhalos，不主机任何重子内容，因此缺乏任何多波长对应。如果DM是由弱相互作用的大质量粒子（WIMP）组成的，那么这些暗晕可能会在伽马射线天空中作为未识别的源出现。CTA暗subhalos的仪器响应进行了详细的表征，为此，我们使用{ \it ctools}分析软件和模拟CTA观测不同的阵列配置和指向策略，如预定的河外调查。这一点，再加上从N体宇宙学模拟中推断出的晕下人口的信息，使我们能够预测暗晕的CTA可探测性，即，在所考虑的每一种观测情景中，预计的晕底数量。在没有检测的情况下，对于每个观察策略，我们将湮灭截面的竞争限制设置为DM粒子质量的函数，在最佳情况下，对于$b\bar{b}$（$τ^+τ^-$）湮灭通道，其处于$\langleσv\rangle\sim4\times10^{-24}$（$7\times10^{-25}$）$\mathrm{cm^3s^{-1}}$的水平。有趣的是，我们发现后者是在没有专门观察的情况下达到的，因为我们只是通过累积所有计划CTA程序的暴露时间和前10年运行的点来获得最佳限制。这样，CTA将提供最具约束力的限制，从subhalo搜索在中间范围之间的$\sim 1-3$ TeV，补充以前的结果与\textit{Fermi} …
2021-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
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。
2018-10-09 astro-ph.CO
The erasure of Galactic bar resonances by dark matter subhaloes
MIT Kavli Institute For Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天体物理研究所）
研究利用共振恒星探测暗物质次亚晕，发现低质量次亚晕对共振影响小，而整体CDM人口可能在棒寿命内消除共振，暗示局部次亚晕密度低于预期。
2026-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter Constraints from a Unified Analysis of Strong Gravitational Lenses and Milky Way Satellite Galaxies
小尺度宇宙学结构探测器的联合分析是相对未开发的，并承诺使用异质数据推进微物理暗物质特性的测量。在这里，我们提出了一个多维分析的暗物质子结构使用强引力透镜和银河系（MW）卫星星系人口，占模型预测的退化和使用协方差的约束力，这些个人的探测器的第一次。我们同时推断的投影subhalo数密度和半模质量描述的热遗迹温暖的暗物质（WDM），$M_{\mathrm{hm}}$的subhalo质量函数的抑制，使用半解析模型$\mathrm{\texttt{Galacticus}}$连接从MW卫星观测推断的subhalo人口强透镜主机晕质量和红移制度。在该参数空间中组合MW卫星和强透镜后验，在$95\%$置信度下产生$M_{\mathrm{hm}}<10^{7.0}\ M_{\mathrm{\odot}}$（WDM粒子质量$m_{\mathrm{WDM}}>9.7\ \mathrm{keV}$），并且以20：1的边际似然比不利于$M_{\mathrm{hm}}=10^{7.4}\ M_{\mathrm{\odot}}$（$m_{\mathrm{WDM}}=7.4\ \mathrm{keV}$），从而改善了由$\sim 30\%$独立地通过两种方法设置的对$m_{\mathrm{WDM}}$的限制。这些结果被边缘化的视线贡献的强透镜信号，MW主机晕的质量，和由于重子的subhalo中断的效率和强大的破…
2021-08-09 astro-ph.CO
ELUCID V. Lighting dark matter halos with galaxies
在最近的一项研究中，我们使用封闭在500 $\mpch$盒中的SDSS DR 7区域北银河系极的星系分布，进行了我们的ELUCID模拟（Wang et al. 2016，ELUCID III）。在这里，我们{ \it光}的暗物质晕和subhalo在模拟与星系的SDSS观测使用一种新的{ \it邻域}丰度匹配方法的重建区域。在我们利用ELUCID模拟中建立的星系-次晕联系来评估星系形成模型之前，我们首先要探索这种联系的可靠性。为此，我们着重讨论了星系的以下几个方面：（1）星系的中心-次晕光度和质量关系，（2）星系的卫星部分，（3）星系的条件光度函数（CLF）和条件恒星质量函数（CSMF），（4）星系的中心-次晕光度和质量关系，（5）星系的卫星部分，（6）星系的条件光度函数（CLF）和条件恒星质量函数（CSMF），（7）星系的条件光度函数（CLF）和条件恒星质量函数（CSMF）。（4）星系与暗物质粒子之间的互相关联函数，其中大部分是对所有红星系和蓝星系群体分别测量的。我们发现，我们的邻域丰度匹配方法准确地再现了中心-暗晕关系，卫星分数，CLF和CSMF和星系的偏差。这些特徴确保了如此建立的星系-次晕连接在限制星系形成过程上非常有用。并对星系-次晕对约束星系形成的三个层次提出了一些建议。从我们的ELUCID模拟中提取的SDSS DR 7区域的星系-晕下链接和晕下合并树可根据要求提供。
2018-05-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bloodhound Unleashed: Particle-based Substructure Tracking for Cosmological Simulations
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；University of Southern California（南加州大学）
Bloodhound算法通过改进的子结构跟踪方法，在宇宙模拟中更准确地追踪暗物质晕内子晕，从而提高对暗物质性质和银河卫星系的研究能力。
2026-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disruption of Dark Matter Substructure: Fact or Fiction?
准确预测暗物质（DM）亚结构的人口统计特征对于天体物理学的许多领域，包括引力透镜、星系演化、晕占据建模以及限制暗物质的性质都具有至关重要的意义。由于其强烈的非线性性质，DM子结构通常使用N体模拟建模，这表明大部分DM子晕发生完全破坏。在本文中，我们使用分析估计和理想化的数值模拟来研究这种破坏是否主要是物理的，由于潮汐加热和剥离，或数值（即，人造的）。我们表明，与天真的期望，subhaloes，经历超过subhalo的结合能，$|E_{\rm b}|$的潮汐冲击$ΔE$，不进行中断，即使当$ΔE/|E_{\rm b}|$是100大。沿着同样的路线，与文献中现有的主张相反，从DM次晕的外围瞬间剥离物质也不会导致其完全破裂，即使瞬时残留物具有正结合能。此外，我们表明，潮汐加热由于高速（脉冲）遇到其他subhaloes（“骚扰”），是可以忽略不计的潮汐效应相比，由于主机晕。因此，我们的结论是，在重子过程的情况下，CDM子结构的完整的物理破坏是非常罕见的，因此，在数值模拟中的大多数破坏必须是人为的。我们讨论了各种过程，已与数值overmerging，并得出结论，不充分的力软化是最有可能的罪魁祸首。
2017-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Results on Dark Matter Substructure from Astrometric Weak Lensing
暗物质（DM）的低质量结构预计将完全没有发光区和重子。正是因为缺乏重子反馈，银河系的小尺度子结构是一个相对原始的试验场，可以用来发现亚星系尺度上的DM微观物理学和原始涨落。在这项工作中，我们报告的结果，从第一次搜索银河系DM subhalos与时域天体测量弱引力透镜。分析的基础上匹配的过滤器模板的本地透镜校正的恒星在麦哲伦星云的自行。我们描述了一个数据分析管道，详细介绍了样本选择，背景减除，处理离群值和其他系统。对于暂定的候选镜头，我们确定了一个签名的基础上，可以明确地确认DM镜头的存在，开辟了强大的发现潜力与完整的时间序列数据的前景异常视差模板。我们提出了我们的约束子结构分数$f_l \lesssim 5$在90% CL（和$f_l \lesssim 2$在50% CL）的紧凑型透镜半径$r_l < 1\,\mathrm{pc}$，最佳的灵敏度达到周围的$10^7$ - $10^8\,M_\odot$的透镜群众$M_l$。预计未来天体测量数据集的参数将得到改进;到任务结束时，$Gaia$可以为这些大质量点状物体达到$f_l \lesssim 10^{-3}$，并对$\mathcal{O}(1)$子结构部分的较轻和/或更长的subhalo敏感。
2020-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining Gas Motions in the Intra-Cluster Medium
在理解这些热重子的微物理性质和限制我们在宇宙中最大尺度上结构的生长和演化模型方面，弥散X射线发射的团簇内介质（ICM）的详细速度结构仍然是最后缺少的关键因素之一。最近，$Hitomi$提供了英仙座星系团中心区域X射线发射线宽度和位移的气体速度直接测量结果，预计$XRISM$和$Athena$上即将安装的高分辨率X射线微量热计将把这些研究扩展到更多的系统。与此同时，已经提出了其他几种直接和间接的方法来估计ICM中的速度结构，从共振散射到X射线表面亮度起伏分析，运动学Sunyaev-Zeldovich效应，或使用最亮星系团中的光学线发射星云作为环境等离子体运动的示踪剂。在这里，我们回顾和比较现有的估计的热重子的速度，以及各种重叠的物理过程中的ICM驱动的运动，并讨论这些测量的影响约束的粘度和确定星系团中的湍流源。
2019-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the shape and internal structure of dark matter halos with the halo-shear-shear three-point correlation function
弱透镜三点统计是研究暗物质晕结构的有力工具。我们建议使用的相关性的星系的位置与背景星系对的形状，被称为晕剪切剪切相关（HSSC），测量平均晕椭圆率和丰度的subhalos在一个统计的方式。我们运行高分辨率的宇宙学$N$体模拟，并使用输出来测量星系晕和星系团晕的HSSC。非球形晕导致HSSC的特征方位角变化，并且在维里半径附近的外部区域中的大量次晕有助于HSSC振幅的$\sim10\%$。利用我们的$N$-体模拟估计的HSSC及其协方差，我们对未来星系巡天观测中约束暗物质晕内部结构的问题进行了预测。对于1000个质量大于$10^{13.5}\, h^{-1}M_{\odot}$的星系群，平均晕椭圆率可以以10%的精度测量。在$\sim5σ$显著性水平下，可以排除球形、平滑的质量分布。质量在主晕质量的1 - 10%的次晕的存在可以用$\sim10^4$星系/星系团探测到。我们的结论是HSSC提供了有价值的信息暗晕的结构，因此对暗物质的性质。
2017-12-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Self-Interacting Dark Matter with the Milky Way's dwarf spheroidals
自我相互作用的暗物质是一个有吸引力的替代冷暗物质的范例，只有当它能够大大减少中心密度的矮大小的晕，而保持密度和形状的集群大小的晕在目前的限制。考虑到后者表面上的严格性质，近十年来，人们一直认为SIDM只有在自散射的截面强烈依赖于速度时才是可行的。然而，最近有人提出，每单位质量的恒定截面σ_T/m~ 0.1cm ^2/g足以实现所需的效果。我们明确调查这一说法使用高分辨率宇宙学模拟银河大小的晕，并发现，类似于冷暗物质的情况下，这样的截面产生大量的subhaloes，这是不一致的经典矮椭球体的运动学，特别是与推断的天炉座和雕塑家的质量分布的斜率。如果在矮球尺度下σ_T/m~ 1cm ^2/g，这个问题就解决了。由于这个值可能与几个星系团的晕形状不一致，我们的结果只为速度无关的自相互作用暗物质模型留下了一个小窗口，可以作为冷暗物质的独特替代品。
2013-01-04 astro-ph.CO
Dents in the Mirror: A Novel Probe of Dark Matter Substructure in Galaxy Clusters from the Astrometric Asymmetry of Lensed Arcs
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天体物理学系）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文系）；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）
本文提出利用透镜弧的天体测量不对称性研究星系团中的暗物质子结构，通过统计方法约束子晕质量分数，验证方法在不同条件下可靠性，适用于JWST观测。
2026-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Sommerfeld enhancement with Cherenkov telescope observations of dwarf galaxies
我们星系晕中暗物质的存在可以通过对湮灭产物的间接探测来揭示。一旦考虑到10^3或更高数量级的增强因子，暗物质湮灭是最近测量到的正电子和电子通量过剩的可能解释之一。这样的助推因子实际上是通过湮灭截面的速度依赖性索末菲增强来实现的。在这里，我们研究了预期的伽马射线通量从两个本地矮星系的空气切伦科夫测量是可用的，即天龙座和人马座。我们使用速度色散测量模型的暗物质晕的矮星，和数值模拟的结果来模拟存在的相关人口的subhalos。我们将索末菲增强的湮灭截面。我们将我们的预测与MAGIC和HESS分别对天龙座和人马座的观测进行了比较。我们还比较了我们的结果与费米和未来切伦科夫望远镜阵列的灵敏度。我们发现，索末菲增强所产生的增强因子已经受到MAGIC和HESS数据的限制，大于5 × 10^4的增强被排除在外。尽管费米望远镜即使在最乐观的索末菲效应下也无法探测到来自矮星系s的伽马射线，但我们证明切伦科夫望远镜阵列将能够测试大于1.5 × 10^3的增强。
2009-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the sensitivity of different galaxy properties to warm dark matter
本研究利用DREAMS项目的1024个宇宙流体动力学模拟，结合MLP、符号回归、GNN等方法探究星系性质对温暗物质质量的敏感性，发现子晕气体质量约束能力最强，全局统计描述符贡献了主要预测能力。
2025-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Dark Matter Substructures with Free-Form Modelling: A Case Study of the `Jackpot' Strong Lens
Zhengzhou University（郑州大学）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Durham University（杜伦大学）
本研究提出一种自由形式建模方法，用于探测暗物质子结构，并通过‘Jackpot’强透镜系统验证，发现挑战标准冷暗物质模型的子晕。
2026-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Constraining the dark matter contribution of $γ$ rays in Cluster of galaxies using Fermi-LAT data
本研究利用Fermi-LAT 12年观测数据，对49个近邻高X射线通量星系团的暗物质γ射线信号开展联合搜寻，得到了潜在信号的统计显著性与暗物质参数拟合值，并指出该信号更可能源自星系团内宇宙射线碰撞过程。
2023-03-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching for dark matter substructure: a deeper wide-area community survey for Roman
该研究建议扩展罗曼望远镜的高银纬宽视场巡天深度，通过引力透镜搜寻暗物质次结构，预计每视场发现一个强透镜，共约500个，以刻画10^7-10^11太阳质量子晕的浓度与丰度。
2023-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
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
Astrometric Weak Lensing with Gaia DR3 and Future Catalogs: Searches for Dark Matter Substructure
本研究利用Gaia DR3数据通过匹配滤波分析搜寻银河系暗物质子晕的天体测量弱引力透镜信号，排除了特定质量尺度的高占比子结构，预测了Gaia DR4的探测能力并提出堆叠星-星透镜的新技术。
2024-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Gravitational lenses in hydrodynamical simulations
研究流体动力学模拟中重子物理对引力透镜预测的影响，发现重子存在显著改变椭圆星系结构和子haloes内部密度斜率，强调未来模拟需建模重子与替代暗物质相互作用以修正现有约束。
2023-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
From Images to Dark Matter: End-To-End Inference of Substructure From Hundreds of Strong Gravitational Lenses
限制宇宙中小尺度结构的分布，使我们能够探索冷暗物质范式的替代方案。强引力透镜提供了一个独特的窗口，小暗物质晕（$<10^{10} M_\odot$），因为这些晕传递引力透镜信号，即使他们没有主机发光星系。我们创建了具有现实的低质量晕，哈勃太空望远镜（HST）观测效果和HST COSMOS场的星系光的强透镜图像的大型数据集。使用基于模拟的推理管道，我们训练的subhalo质量函数（SHMF）的神经后验估计和使用一组单独的星系源产生的透镜的人口的限制。我们发现，通过将我们的网络与分层推理框架相结合，我们既可以可靠地推断各种配置的SHMF，又可以有效地扩展到具有数百个镜头的人群。通过对大型复杂模拟数据集进行精确推理，为下一代宽视场光学成像巡天中提取暗物质约束奠定了基础。
2023-03-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on Large-Scale Dark Acoustic Oscillations from Cosmology
如果所有或一部分暗物质（DM）在早期宇宙中与暗辐射（DR）浴耦合，我们预计组合的DM-DR系统会引起暗物质的声学振荡，直到它从DR中分离出来。就像标准的重子声学振荡一样，这些暗声学振荡（DAO）印记了一个特征尺度，即暗物质的声视界，在物质能量谱上。我们详细计算了DM-DR相互作用的微观物理如何影响宇宙中物质的聚集，并表明DAO物理也产生了独特的签名，在温度和偏振光谱的宇宙微波背景（CMB）。我们使用宇宙学数据从CMB，重子声学振荡（BAO），和大尺度结构约束的可能部分相互作用DM以及其与DR的相互作用的强度。像几乎所有的知识，我们已经收集了关于暗物质，因为推断它的存在这个约束依赖于背叛重力的位置，否则不可见的暗物质。虽然我们的研究结果可以直接应用到一个广泛的类别的模型，耦合暗物质粒子的各种轻相对论物种，为了进行定量预测，我们的模型的相互作用组件作为暗原子耦合到暗光子浴。我们发现线性宇宙学数据和CMB透镜效应对CMB中DAO特征的存在和宇宙的大尺度结构有很强的约束。有趣的是，我们发现，最多~5%的所有DM可以非常强烈地与DR相互作用。我们表明，我们的结果是令人惊讶的约束最近提出的双盘DM模型，一个新的例子，如何大规模的精密宇宙学数据可以用来约束星系物理和亚星系结构。
2013-10-11 astro-ph.CO hep-ph
A Strong Gravitational Lens Is Worth a Thousand Dark Matter Halos: Inference on Small-Scale Structure Using Sequential Methods
本研究引入加速器优化的模拟管线生成强透镜图像，并采用序贯神经后验估计（SNPE）方法迭代细化训练数据分布，显著提升了对低质量暗物质晕种群的约束能力，揭示了当前SBI分析主要受限于方法论而非数据本身。
2024-04-22 astro-ph.CO
Probing Dark Matter with Adaptive-optics based Flux Ratio Anomalies: Photometric and Astrometric Precision
本文模拟并量化了凯克和三十米望远镜新一代自适应光学系统在强引力透镜测光与天体测量中的精度提升，证明其能以低于2%的通量比误差和亚毫角秒精度高效探测暗物质子晕。
2023-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Updated Results on the Galaxy-Halo Connection from Satellite Kinematics in SDSS
我们提出了新的结果，中央星系和暗物质晕之间的关系推断从斯隆数字巡天（SDSS）DR 7的卫星运动学观测。我们采用了一个更新的分析框架，其中包括详细的模拟目录，以模拟SDSS中的观测效果。我们的结果限制了暗物质晕的颜色依赖条件光度函数（CLF），以及卫星星系的径向轮廓。与以前的结果相一致，我们发现在固定的光度下，红色中心星系比蓝色中心星系生活在更大质量的晕中。此外，我们的研究结果表明，卫星星系有一个径向轮廓集中比暗物质，但不作为核心解决subhaloes在暗物质-只有模拟。与More等人先前使用卫星运动学的工作相比，我们发现更多的竞争约束的星系晕连接，与那些来自星系集群和星系星系透镜的组合。我们比较我们的结果的星系晕连接到其他研究使用星系团和组目录，这些不同的技术之间显示出很好的协议。我们讨论了卫星运动学在约束宇宙学和星系与暗物质晕之间的关系的背景下，未来的应用。
2018-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
LSST Strong Lensing Systems Dark Matter Sensitivity Analysis with Neural Ratio Estimators
Ciela Institute（Ciela研究所）；Montreal Institute for Astrophysics and Machine Learning（蒙特利尔天体物理学与机器学习研究所）；Mila - Quebec AI Institute（Mila-魁北克人工智能研究所）；Department of Physics, University of Montréal（蒙特利尔大学物理系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（Flatiron研究所计算天体物理中心）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Trottier Space Institute, McGill University（麦吉尔大学特罗蒂尔太空研究所）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文利用模拟样本和神经比率估计器，研究LSST对暗物质子结构的敏感性，发现样本量越大，对暗物质晕质量函数参数的约束越强，且LOS晕对高红移下的约束作用显著。
2026-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Velocity Distribution Function of Galaxy Clusters as a Cosmological Probe
我们提出了一种新的方法来量化的丰度的星系团和约束宇宙学参数使用动态测量。在标准方法中，星系视线（LOS）速度，$v$，或速度分散被用来推断集群质量，$M$，为了量化晕质量函数（HMF），$dn(M)/d\log(M)$，这是强烈的质量测量误差的影响。在我们的新方法中，对样本中每个聚类的速度概率分布求和，以创建一个称为速度分布函数（VDF）的新统计量$dn(v)/dv$。VDF可以比HMF更直接和精确地测量，并且它也可以通过捕获暗晕或星系动力学的宇宙学模拟来鲁棒地预测。我们将这两种方法应用于模拟星系团星表，预测了平坦$Λ$ CDM宇宙学中物质密度参数$Ω_m$和物质涨落幅度$σ_8$的偏差和约束.对于200个大质量星系团的实例观测，有（无）速度误差的VDF约束了参数组合$σ_8Ω_m^{0.29\ (0.29)} = 0.587 \pm 0.011\ (0.583 \pm 0.011)$，并且仅显示出微小的偏差。然而，在考虑爱丁顿偏差之前，具有动态质量误差的HMF偏向于低$Ω_m$和高$σ_8$，并且基准模型完全超出预测约束。当VDF与来自宇宙微波背景（CMB）的约束相结合时，宇宙学参数之间的简并度可以显著减小。即将到来的光谱调查，探测更大的体积和微弱的幅度将提供更多的集群应用VDF作为宇宙学探测。
2016-10-20 astro-ph.CO
Inferring dark matter halo properties for HI-selected galaxies
本文结合ALFALFA的HI运动学建模与SDSS的逆子晕丰度匹配，约束约22,000个星系的暗物质晕性质，发现两种方法总体一致，且结合后对NFW轮廓的约束平均提升40%，并构建了略浅于丰度匹配预期的重子质量—晕质量关系。
2023-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
