High-redshift Galaxies from JWST Observations in More Realistic Dark Matter Halo Models
K.N. Toosi University of Technology（K.N.托基斯坦理工大学）
研究更真实的暗物质晕模型与修改后的物质功率谱，以解释JWST观测中的高红移星系，发现DP1和DP2模型在标准ΛCDM框架下能更好地解释观测数据，表明小尺度结构形成物理在早期宇宙中的重要性。
2025-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Warm dark matter constraints from high-$z$ Direct Collapse Black Holes using the JWST
我们使用一个半解析模型，${\it Delphi}$，共同跟踪的暗物质和重子组装的高红移（$z \simeq 4-20$）星系的直接坍缩黑洞（DCBH）主机在三个不同的宇宙学：标准的冷暗物质（CDM）模型和两个温暖的暗物质（WDM）模型的粒子质量为3.5和1.5 keV的数量密度的洞察力。从${\it Delphi}$获得每个星系的莱曼-维尔纳（LW）光度，我们使用聚类偏差分析来识别所有原始晕维里温度$T_{vir}>=10^4$ K的LW背景辐射超过临界值，DCBH主机。与以前的研究结果一致，我们发现在CDM模型中，当$30 J_{21}$（其中$J_{21}= 10^{-21} \, {\rm erg\, s^{-1}\, Hz^{-1} \, cm^{-2} \, sr^{-1}}$）的临界LW背景值为0时，DCBH数密度从$\sim10^{-6.1}$到$\sim 10^{-3.5}\, \mathrm{cMpc^{-3}}$从$z\simeq 17.5$到$8$逐渐增加.我们发现，延迟结构的形成和加速组装的星系的结果在稍后的金属富集和加速建立的LW背景中的1.5 keV WDM模型的组合，导致DCBH主机坚持到低得多的红移（$z \simeq 5$）相比，CDM的DCBH主机只存在到$z \simeq 8$。最后，我们展示了即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（${\it JW…
2017-09-02 astro-ph.CO
First measurement of narrow-line flux ratios for a lensed quasar with JWST/NIRSpec IFS
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；Independent University, Bangladesh（孟加拉独立大学）
利用JWST/NIRSpec积分场光谱首次测量透镜类星体RXJ1131-1231的窄线通量比，通过透镜模型重建和联合光谱拟合实现约5%精度，探测到尖点图像异常，为暗物质约束提供新途径。
2026-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disentangling the dark and stellar mass through precise lens modelling of the JWST observation of lensed quasar WFI2033--4723
Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（宇宙学与引力研究所，朴茨茅斯大学）；Department of Astronomy, University of Geneva（天文学系，日内瓦大学）
该研究利用JWST观测和时间延迟，通过复合质量模型对类星体WFI2033--4723建模，先建基线模型，再用物理分解替换总质量分布，借助宇宙学先验限制质量片变换自由度，有效分离重子和暗物质，反向推断宇宙学时存在H0和晕半径的简并问题。
2026-07-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cutoff in the Lyman-$α$ forest power spectrum: warm IGM or warm dark matter?
我们重新分析了（Viel et al 2013）中考虑的高红移和高分辨率$α$森林光谱，试图限制暖暗物质粒子的性质。与以前的工作相比，我们考虑了更广泛的星系际介质的热历史。我们发现，无论是温暖的和冷的暗物质模型可以解释截断观察到的通量功率谱的高分辨率观测同样好。然而，这意味着非常不同的热历史和基本的再电离模型。我们讨论如何消除这种简并性。
2017-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
JWST Lensed Quasar Dark Matter Survey III: Dark Matter Sensitive Flux Ratios and Warm Dark Matter Constraint from the Full Sample
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；The University of Tokyo（东京大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Millennium Institute of Astrophysics（天体物理千年研究所）；California Polytechnic State University（加州州立理工大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Southampton（南安普顿大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学卡弗里研究所（WPI））；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
利用JWST观测，通过分析强引力透镜类星体的暖尘发射通量比，研究暗物质粒子性质及暖暗物质约束。
2025-11-20 astro-ph.CO
The Epoch of Reionization in Warm Dark Matter Scenarios
本文研究了在不同的宇宙学背景下，早期星系形成对再电离过程的影响。本文利用半解析模型和抑制的初始功率谱，得到了热暖暗物质和无菌中微子宇宙学中的紫外光度函数。利用固定和可变的光子逃逸分数模型（$f_{esc}$），我们追溯了仅含热恒星辐射的星系际介质的电离历史。对于每个宇宙学，我们找到一个固定的上限$f_{esc}$，这保证了在$z<6.7$完成的过程。分析测试与高Z电离氢体积分数的两个极限假设，比较我们的预测与观测结果。
2021-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST Lensed quasar dark matter survey II: Strongest gravitational lensing limit on the dark matter free streaming length to date
本文利用JWST对9个强透镜类星体热尘埃辐射的流量比测量，结合窄线数据约束暗物质晕质量函数，得到迄今最强的引力透镜暗物质自由流长度限制，对应热产生暗物质粒子质量下限6.1 keV。
2024-05-02 astro-ph.CO
JWST lens model for A370: A very low dark matter fraction for a brightest cluster galaxy and lensing properties for the Dragon arc
Tsinghua University（清华大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Aix Marseille Univ.（艾克斯-马赛大学）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Basque Country UPV/EHU（巴斯克地区大学）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克科学基金会）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
基于JWST数据，研究了A370星系团的透镜模型，发现北边BCG暗物质含量极低，可能与非ΛCDM模型相符，并探讨了龙弧区域的透镜特性及微透镜事件的可能解释。
2025-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring the Dark Energy Equation of State with JWST
本文利用CPL动态暗能量参数化研究JWST发现的高红移大质量星系，表明暗能量比例更高的宇宙更易在高红移形成大质量星系，为揭示暗能量本质提供新途径。
2024-09-02 astro-ph.CO
Supermassive Dark Stars: Detectable in JWST and HST
宇宙历史上形成的第一批恒星可能是由暗物质湮灭而不是聚变提供动力的。这个新的恒星演化阶段可能已经持续了数百万到数十亿年。这些暗星可以成长为非常大的，> 10^5太阳质量，并且相对较冷（~10^4 K）。它们也非常明亮，可能在即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜甚至哈勃太空望远镜中被探测到。一旦暗物质耗尽，暗恒星在坍缩成黑洞（BH）之前会有一个短暂的融合阶段。由此产生的黑洞可以作为（无法解释的）在高红移和星系中心的超大质量黑洞的种子。
2010-06-27 astro-ph.CO
Forecasts for warm dark matter from weakly lensed Type Ia supernovae
我们研究了在所有的暗物质都是暖的情况下，从宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）观测的预期数据中对热暖暗物质（WDM）粒子的质量进行约束的可能性。为此，我们考虑基于暖暗物质的大尺度结构对超新星Ia视星等的透镜效应。我们使用HALOFIT作为非线性物质的功率谱和PDF的方差。我们进行了Fisher矩阵分析，得到了$m_{\rm WDM}>0.167$ keV的下界。
2019-05-18 astro-ph.CO
Observing Dark Stars with JWST
我们研究詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）探测超大质量暗星（SMDS）的能力。如果第一批恒星是由三轴暗物质晕中的暗物质加热提供动力的，它们可能会长得非常大，非常明亮，在JWST甚至哈勃太空望远镜（HST）的深度成像中都可以看到。我们使用HST调查的SMDS，可能会在未来的JWST成像调查中检测到的数量上的界限。我们发现，质量范围为$10^6-10^7 M_\odot$的SMDS足够明亮，可以在JWST上的NIRCam的所有波段中检测到。如果SMDS存在于z ~10、12和14处，则它们将分别被检测为J波段、H波段或K波段丢失。在总测量面积为150弧分的情况下^[2]（假设与JWST进行多年的深度平行测量），我们发现，通常发现H或K波段脱落的$10^6 M_\odot$ SMDS的数量约为10^5个\fsmds，其中早期DM晕中携带DS的比例可能很小，\fsmds <<1。如果SDMS存活到z=10，其中HST界限适用，则作为具有JWST的H或K波段丢失的SMDS的可观察数量为~1-30。虽然单个的SMDS足够明亮，可以被JWST探测到，但标准的PopIII恒星却没有，并且只能在总恒星质量为~ $10^6-10^8 M_\odot$的第一个星系中被探测到。用光谱学可以区分z>10的第一个星系和SMDS：SMDS（温度太低，会产生大量的星云发射）只有吸收线，而星系也可能产生发射线。特别令…
2011-11-14 astro-ph.CO
High-Redshift Galaxies from Early JWST Observations: Constraints on Dark Energy Models
JWST的早期观测发现了一个意想不到的大密度（恒星质量$ρ_*\approx 10^{6}\,M_{\odot}\,Mpc^{-3}$）的大质量星系（恒星质量$M_*\geq 10^{10.5}M_{\odot}$）在极高的红移$z\approx 10$。我们表明，-在最保守的假设下，独立的重子物理参与星系形成-这样的丰度不仅与标准的$Λ$ CDM宇宙学的紧张局势，但提供了非常严格的约束宇宙的膨胀历史和增长因素对应的广泛的一类暗能量（DE）模型。我们得到的约束排除了高（$>2σ$）的置信水平的动力学DE模型的参数空间的主要部分允许（甚至赞成）由现有的宇宙学探测。
2022-09-28 astro-ph.CO
A double take on early and interacting dark energy from JWST
本文针对JWST发现的高红移大质量星系，检验早期暗能量与相互作用暗能量等替代模型，发现早期暗能量可改善拟合，而相互作用暗能量因物质密度降低而不受青睐。
2024-05-23 astro-ph.CO hep-ph
A Study of Warm Dark Matter, the Missing Satellites Problem, and the UV Luminosity Cut-Off
在温暖的暗物质的情况下，Press-Schechter形式主义是有效的星系质量大于“速度色散截止”。在这项工作中，我们扩展到速度色散截止以下的质量的预测，从而解决了“失踪的卫星问题”，和休息帧紫外线光度截止所需的不超过测量的再电离光学深度。我们发现这两种现象的预测和观察之间的协议。作为一个副产品，我们从第一性原理得到经验塔利-费舍尔关系。
2022-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Supermassive Dark Stars: Detectable in JWST
宇宙历史上恒星演化的第一阶段可能是暗星，由暗物质加热而不是核聚变提供动力。弱相互作用的大质量粒子，可能是它们自己的反伙伴，在第一批恒星内部聚集并湮灭，产生一个热源，可以为恒星提供数百万到数十亿年的能量。在本文中，我们表明，这些对象可以成长为超大质量暗星（SMDS）的质量$\gtrsim (10^5-10^7) \msun$。只要暗物质加热持续，这种增长就会继续，因为暗恒星又大又冷（表面温度为$\lesssim 5\times 10^4$ K），不会发出足够的电离光子来阻止重子进一步吸积到恒星上。暗物质可能是由两种机制提供的：（1）暗物质粒子在各种以前没有考虑过的轨道上的引力吸引，以及（2）由于弹性散射而捕获WIMP。一旦暗物质燃料耗尽，SMDS就会成为一颗重的主序星;这些恒星最终会坍缩形成大质量黑洞，可能为宇宙中的超大质量黑洞提供种子。SMDS非常明亮，亮度超过$(10^9-10^{11}) L_\odot$。我们证明了几个合理的参数，这些对象将与JWST检测。这样的观测发现将证实暗物质推动的恒星演化的新阶段的存在。
2010-02-10 astro-ph.CO
Dark Bondi Accretion Aided by Baryons and the Origin of JWST Little Red Dots
Tsinghua University（清华大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
该研究探讨自相互作用暗物质晕的热核心坍缩机制，可在高红移处产生黑洞种子，能解释JWST观测到的z~4-11处小红点中质量~10^7 M⊙黑洞的起源，为高红移大质量黑洞形成提供了可行途径。
2026-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Spherical Collapse Approach for Non-standard Dark Matter Models and Enhanced Early Galaxy Formation in JWST
本文利用球塌缩方法研究两类具有非零状态方程的替代暗物质模型对非线性结构形成的影响，并结合JWST观测探讨其提升早期星系形成效率的潜力。
2024-09-07 astro-ph.CO hep-th
Dark Matter Halo Merger Histories Beyond Cold Dark Matter: I - Methods and Application to Warm Dark Matter
我们描述了一种方法来准确地计算晕质量函数，祖质量函数，合并率和合并树在非冷暗物质宇宙中使用的广义扩展Press-Schechter形式主义的自洽处理。我们的方法允许快速探索的subhalo人口的星系晕在暗物质模型与各种不同的粒子属性或宇宙滚动，截断，或更复杂的功率谱。我们做了详细的比较，解析推导的质量函数和合并的历史与最近的温暖暗物质宇宙学N体模拟，并找到很好的协议。我们表明，一旦吸积的平滑分布的物质占，粗粒度的统计数据，如质量吸积历史的晕可以几乎无法区分冷，暖暗物质的情况下。然而，晕质量函数和祖质量函数显着不同，与温暖的暗物质的情况下，被强烈抑制以下的自由流动尺度的暗物质。我们证明了使用正确的解决方案的漂移集障碍首次穿越分布在温暖的暗物质的重要性-如果一个平坦的障碍的解决方案，而不是使用的截断晕质量函数慢得多，导致高估的低质量晕的数量。
2012-10-07 astro-ph.CO
Cores and Cusps in Warm Dark Matter Halos
在低表面亮度星系中，大的核心半径的明显存在被认为是支持温暖的暗物质的证据。在这里，我们表明，WDM光环没有核心是光环大小的大部分：通常，r_core/r_200 < 0.001。这表明在这些星系中观察到的大核心的天体物理起源，正如其他作者所争论的那样。
2010-10-14 astro-ph.CO
Can we constrain warm dark matter masses with individual galaxies?
本研究利用DREAMS项目的模拟数据训练归一化流模型，发现无法通过单个星系属性推断温暗物质质量，但可在边缘化相关参数后以约10%精度推断$Ω_{\rm m}$。
2024-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
A Promise for the JWST era: Massive black holes directly collapsed from wave dark matter haloes, and Star formation in and around their accretion flows
针对JWST观测挑战标准ΛCDM宇宙学的谜题，提出大质量黑洞由波动暗物质晕直接坍缩形成，并指出广义相对论不稳定性是DCBHs的具体机制，该黑洞形成后触发了吸积流内及周围特殊的恒星形成爆发。
2025-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
Dark Secrets of Baryons: Illuminating Dark Matter-Baryon Interactions with JWST
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）
研究利用JWST紫外光度函数观测，首次探讨暗物质与重子散射影响，通过星系形成模型得到暗物质-重子散射截面上限，突出了JWST观测对暗物质非引力相互作用探测的潜力。
2026-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
Mixed Warm Dark Matter Constraints using Milky Way Satellite Galaxy Counts
利用银河系卫星星系计数约束温暗物质与冷暗物质混合模型，通过模拟与观测对比，排除纯热遗迹温暗物质质量低于6.6 keV，并给出混合模型中温暗物质占比上限。
2025-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Warmth Elevating the Depths: Shallower Voids with Warm Dark Matter
暖暗物质（WDM）被提议作为冷暗物质（CDM）的替代品，以解决银河系周围明显缺乏卫星等问题。即使WDM不是观测问题的答案，但限制暗物质的性质是必不可少的。WDM对晕的影响已经得到了广泛的研究，但WDM中的小尺度初始平滑也影响了当今的宇宙网和空洞。它抑制了空洞内部的宇宙“子网络”，以及空洞晕和子空洞的形成。在$N$体模拟运行不同的假设WDM群众，我们确定与ZOBOV算法和宇宙网络组件与ORIGAMI算法的空隙。随着暗物质温度的增加（即，颗粒质量减少），空隙密度最小值变浅，而空隙边缘变化不大。此外，子空隙的数量减少。空洞中的密度场对重子物理特别不敏感，因此如果空洞密度分布和最小值可以通过观测测量，它们将为暗物质的性质提供有价值的探测。此外，细丝和壁变得更干净，因为其间的子结构已经被平滑;这导致密度PDF中的清晰的中间范围峰值。
2015-05-19 astro-ph.CO
Resolving the Hubble Tension in the Early Dark Energy Framework with JWST and DESI Data
College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院）；Department of Physics, Shanghai University（上海大学物理系）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
结合CMB、DESI和JWST数据，在轴子EDE模型下将哈勃常数提升至71.58±1.05 km/s/Mpc，将哈勃张力缓解至1.0σ水平，同时显著改善对JWST数据的拟合。
2026-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Transient Early Dark Energy-Like Dynamics as a Mechanism for Enhanced Early Structure Formation in the JWST Era
Harish-Chandra Research Institute（哈里什·钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Leinweber Institute for Theoretical Physics, Randall Laboratory of Physics, University of Michigan（密歇根大学兰德尔物理学院莱因韦伯理论物理研究所）；Department of Physics & Astronomy, University of Southern California（南加州大学物理与天文学系）
针对JWST发现的高红移大质量星系，研究提出亚主导暗物质组分的瞬态类早期暗能量动力学机制，可增强早期暗物质晕形成，降低恒星形成效率以匹配观测结果。
2026-08-21 astro-ph.CO
Explanation of high redshift luminous galaxies from JWST by early dark energy model
本研究针对JWST发现的高红移大质量星系丰度超预期及哈勃张力问题，用类轴子早期暗能量模型结合Salpeter初始质量函数拟合多类宇宙学数据，证实EDE可同时解释两类宇宙学疑难。
2024-12-18 astro-ph.CO
JWST lensed quasar dark matter survey I: Description and First Results
本文介绍利用JWST MIRI测量31个透镜类星体热尘埃流量比的巡天，并以3%精度验证可探测宇宙学距离上10^7太阳质量的暗物质晕，为冷暗物质模型提供检验。
2023-09-18 astro-ph.CO
Supermassive Dark Star candidates seen by JWST?
本研究分析 JWST 在红移 11–14 处发现的 JADES-GS-z13-0、z12-0 与 z11-0，指出它们的性质均符合由暗物质加热、质量和光度可达超大质量尺度的暗星，首次提出暗星候选体。
2023-04-12 astro-ph.CO
Structure formation in warm dark matter cosmologies: Top-Bottom Upside-Down
波动谱上的阻尼和热速度的存在作为温暖的暗物质粒子（如无菌中微子）的特性，从结构形成机制到晕的内部结构，都留下了独特的印记。使用温暖的暗物质模拟，我们探讨了这些影响的结构形成不同的粒子能量，我们发现，结构的形成比原来假设的更复杂，自上而下的崩溃和层次（自下而上）集群在多个尺度上的组合。一个场景相对于另一个场景更突出的程度取决于粒子的能量和局部分析区域的形态和结构。暖暗物质晕中存在的壳层和焦散线是模拟中看到的另一个重要效应。此外，我们讨论了热速度对结构形成的影响，从理论上考虑，以及从模拟分析。我们重新审视的假设时，估计的速度分散的温暖的暗物质粒子，已通过在以前的作品超过十年，我们给出了一个独立的估计速度。我们发现一些不一致的地方在以前发表的结果。暖暗物质粒子质量与其相应的速度色散之间的关系强烈依赖于模型，因此模拟结果对粒子质量的约束很弱。最后，我们回顾了技术上的困难，出现在温暖的暗物质模拟的方法可能的改进。
2015-06-23 astro-ph.CO
Common Origin of Warm Dark Matter and Dark Radiation
我们考虑一个宇宙学的情况下，一个相对论性粒子和一个稳定的大质量粒子同时产生的衰变后，大爆炸核合成的粒子，但之前的物质辐射平等。相对论性粒子和大质量粒子分别表现为暗辐射和暖暗物质。由于共同的起源，温暖度和丰度密切相关。我们将导致这种情况的模型称为温暖和相对论衰变产物的共同起源（COWaRD）。我们表明，COWaRD预测的暗辐射量和抑制的大尺度结构，这可以在未来的精密宇宙学观测进行测试之间的相关性。我们证明，COWaRD实现，作为一个例子，在一类超对称轴子模型和未来的观测下一代宇宙微波背景，大尺度结构，21厘米的调查可以揭示的理论结构。
2020-12-18 astro-ph.CO hep-ph
Could fresh lava be (warm) dark matter?
暗物质模型根据其对星系性质的影响可以分为冷暗物质（CDM）、暖暗物质（WDM）、自相互作用暗物质（SIDM）和模糊暗物质（FDM）。为了庆祝愚人节，也为了庆祝2022年冰岛Fagradalsfjall火山爆发一周年，我们专门探索了新鲜熔岩作为WDM的候选者。我们第一手验证了熔岩确实是温暖的（表现出自由流动，并在喷发结束后保持温度几个月，是1000K，点燃草，可以感觉到一个人的眉毛在4米的距离烧焦）和黑暗一旦充分脱离其生产来源。
2022-03-30 astro-ph.CO hep-ph
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。
2012-07-09 astro-ph.CO
The Non-Linear Matter Power Spectrum in Warm Dark Matter Cosmologies
我们调查的非线性演化的物质功率谱使用一个大的高分辨率N体/流体动力学模拟。在初始条件下的线性物质的功率不断修改，以适应温暖的暗物质粒子，诱导一个小规模的切断功率相比，标准的冷暗物质的情况。这种热遗迹的影响是在小尺度上处理的，k > 1 h/Mpc，z < 5，这对下一代莱曼α森林，弱透镜和星系团调查特别重要。我们量化的质量和红移的温暖的暗物质非线性物质的功率的依赖性，我们提供了一个拟合公式，这是准确的，在2%的水平低于z=3和质量m_wdm > 0.5 keV。重子物理（冷却，恒星形成和反馈配方）的作用，对温暖的暗物质诱导的抑制也被量化。此外，我们将我们的研究结果与晕模型进行了比较，并显示了它们对宇宙剪切功率谱的影响。
2011-10-26 astro-ph.CO
Warm and Fuzzy Dark Matter: Free Streaming of Wave Dark Matter
本文研究以相对论性波数产生的波暗物质（如暴胀后轴子）的自由流效应，类比暖/热暗物质，指出其增强抑制、影响等曲率涨落，且观测影响因动量分布而异。
2025-09-10 astro-ph.CO hep-ph
Warm dark matter does not do better than cold dark matter in solving small-scale inconsistencies
在过去的十年中，热暗物质（WDM）已被反复提出作为替代方案的标准冷暗物质（CDM）之一，可能解决CDM模型和小尺度观测之间的几个分歧。在这里，我们重新考虑最重要的CDM小规模的差异，在最近的观测WDM的限制。因此，我们发现，一个传统的热（或热类）WDM宇宙学的粒子质量与莱曼- $α$协议是几乎无法区分的CDM在相关的尺度上，因此未能减轻任何小尺度的问题。这种失败的原因是传统WDM的功率谱下降得太快。为了保持WDM作为一个显着不同的替代CDM，更先进的生产机制，导致多个暗物质组件或逐渐减少的小规模功率谱必须考虑。
2014-12-08 astro-ph.CO
Structure Formation with Warm White Noise: Effects of Finite Number Density and Velocity Dispersion in Particle and Wave Dark Matter
Rice University（莱斯大学）；Carnegie Observatories（卡内基观测站）；International Centre for Theoretical Physics（国际理论物理中心）
研究了暖白噪声在暗物质结构形成中的影响，揭示其在有限数密度和速度弥散作用下的演化特性及对暗物质功率谱的预测。
2025-11-19 astro-ph.CO
Constraining warm dark matter with cosmic shear power spectra
假设所有的暗物质都是由光热遗迹粒子组成，我们研究了宇宙剪切对暗物质粒子质量的潜在约束。由于在这样的温暖的暗物质的情况下，我们使用的分析拟合的线性温暖的暗物质功率谱和比较（i）晕模型使用的质量函数从这些线性功率谱和（ii）分析拟合的非线性演化的线性功率谱。我们乐观地忽略了重子对这项工作的竞争效应。我们发现方法（ii）与方法（i）相比是保守的。我们使用这些方法评估宇宙学约束，边缘化超过其他四个宇宙学参数。使用更保守的方法，我们发现，一个欧几里得弱透镜调查与普朗克宇宙微波背景任务的主要各向异性的约束一起可以实现2.5千电子伏的粒子质量的下限。
2011-01-24 astro-ph.CO
Nonlinear evolution of dark matter subhalos and applications to warm dark matter
我们描述的方法，包括非线性演化，包括潮汐效应，在冷（CDM）和暖（WDM）暗物质宇宙的晕下分布特性的计算。使用半解析建模，我们包括动态摩擦，潮汐剥离，潮汐加热的影响，使我们能够动态地发展的subhalo分布。我们校准我们的非线性演化方案的CDM subhalo质量函数在水瓶座N-体模拟，模拟范围内产生subhalo质量函数。我们发现潮汐效应是在subhalo人口的非线性演化的主导机制。最后，我们计算了$m_χ=1.5$ keV WDM模型的次晕质量函数，并比较了CDM和WDM模型中次晕的径向数密度和质量密度分布。我们发现，所有三个签名之间的两个暗物质模型不同，这表明探针的子结构可能能够区分它们。
2014-08-14 astro-ph.CO
Cores in warm dark matter haloes: a Catch 22 problem
温暖的暗物质粒子的自由流动抑制了波动谱，使晕的质量函数变小，并为暗物质结构留下了细粒相密度极限。相空间密度极限预计会在晕中心留下一个恒定密度的核心，这与冷暗物质的情况相反。我们探索这些影响，使用高分辨率的模拟结构形成在不同的温暖暗物质的情况。我们发现，我们在模拟晕获得的核心的大小是在很好的协议与理论预期的基础上刘维尔定理。然而，我们的模拟表明，为了在矮星系（M~ 1 e 10 Msun）中产生一个重要的核心（r_c~1 kpc），需要一个质量低至0.1 keV的热候选者。这将完全阻止矮星系的形成。对于满足大尺度结构约束（m_wdm大于1-2 keV）的候选者，对于质量为1 e10（1 e8）Msun的暗物质晕，核心的预期尺寸为10（20）pc的量级。我们的结论是，“标准”温暖的暗物质是不可行的解决方案来解释存在的核心密度分布在低质量星系。
2012-05-10 astro-ph.CO
Warm Surprises from Cold Duets: N-Body Simulations with Two-Component Dark Matter
本研究通过双组分冷暗物质的N体模拟，发现重组分向轻组分的湮灭可使轻组分呈现温暗物质特性且无质量观测限制，模型与观测数据吻合，为地面暗物质探测提供参考。
2023-12-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Warm Dark Matter in B-L Inverse Seesaw
我们表明，一个标准模型规范单重态费米子场，质量的数量级keV或更大，并参与了轻中微子质量产生的反跷跷板机制，可以是一个很好的暖暗物质的候选人。我们的框架是基于标准模型的B-L扩展。这种结构确保了活性中微子与上述暗物质场之间不存在任何混合。这就避开了通常由X射线观测对暖暗物质质量的限制。我们表明，过剩的热产生的温暖的暗物质（但没有达到化学平衡）可以减少到一个可接受的范围内存在的模量场衰减到辐射-虽然只有当再加热温度足够低。我们的暖暗物质候选者也可以直接从再加热过程中模量场的衰变中产生。在这种情况下，获得适当数量的残余丰度，同时保持再加热温度足够高，以符合大爆炸核合成边界，限制了模场衰变为暗物质的分支比。
2015-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation or Warm Dark Matter from long lived particle decays in the light of Planck
虽然普朗克的数据支持标准ΛCDM模型，但它仍然允许暗辐射的存在，相当于大约一半的额外标准中微子种类。我们提出了一个方案，从热产生的粒子衰变成一个更轻的稳定遗物加标准费米子获得分数的“有效中微子物种”。在寿命远大于1秒时，遗迹粒子和非热中微子成分都对暗辐射有贡献。通过增加稳定粒子与不稳定粒子的质量比，遗迹粒子不再充当暗辐射，而是成为质量为O（1 keV-100 GeV）的暖暗物质的候选者。在这两种情况下，都有可能解决锂的问题。
2013-06-25 astro-ph.CO hep-ph
Enhanced Early Galaxy Formation in JWST from Axion Dark Matter?
本文提出在具有延迟振荡开始的类轴子粒子暗物质模型中，局域大质量天体的形成可增强早期结构形成，从而解释JWST观测到的早期星系超量，并确定了可行的ALP质量参数空间及其互补观测特征。
2024-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Forecasts for Warm Dark Matter from Photometric Galaxy Surveys
我们提出了一个Fisher矩阵预测的热暖暗物质（WDM）粒子的质量从当前（DES类）和未来（LSST类）光度星系调查使用星系角功率谱的敏感性。我们使用修改后的Halo模型来模拟WDM效应的非线性聚类。我们估计，从这个观察单独的下限$m_{\text{wdm}}>647$ \，eV（$m_{\text{wdm}}>126$ \，eV）的LSST（DES）的情况下，可以得到。
2018-08-21 astro-ph.CO hep-ph
Purely gravitational dark matter production in warm inflation
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Yangzhou University（扬州大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太理论物理中心）
研究在温暖膨胀背景下通过引力机制产生暗物质，发现其热力学特性与标准膨胀不同，限制了暗物质质量范围。
2026-01-08 astro-ph.CO
Warm Decaying Dark Matter and the Hubble Tension
如果一部分暗物质不稳定，在物质辐射相等的时候衰变成暗辐射，它可能会影响宇宙的膨胀历史，从而有助于改善哈勃常数的本地测量值与从宇宙微波背景和重子声学振荡的测量结果（假设标准的$Λ$ CDM宇宙学）推断的值之间长期存在的紧张关系。然而，如果衰变的暗物质的这一成分是冷的，它将改变引力势的演化，导致与这些相同的数据集不一致。考虑到这一点，我们在这里考虑一个组件的衰变温暖的暗物质，与自由流的长度是足够长的，以保持与现有的数据一致。我们研究了暖衰变暗物质的背景和微扰演化，并利用宇宙学数据来约束这种粒子的质量、丰度和衰变率。我们发现，温暖的衰变暗物质的一个组成部分，可以显着降低本地和宇宙学测定的哈勃常数之间的紧张关系。
2020-06-03 astro-ph.CO hep-ph
The observational signatures of high-redshift dark stars
小晕中心暗物质粒子的湮灭可能导致所谓的暗星的形成，暗星比传统的第三族恒星更冷，更大，更大，可能更长寿。在这里，我们调查的前景检测高红移暗星与现有的和即将到来的望远镜。我们发现，质量低于~ 1 e3 Msolar的个别暗星本质上太暗了，即使是即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。然而，通过利用前景星系团作为引力望远镜，某些种类的暗星应该在JWST的z=10范围内。如果更多的大质量暗星能够形成，即使在没有透镜的情况下，它们也可能被JWST探测到。事实上，最近提出的一些超大质量（~ 1 e7 Msolar）暗星在z=10时足够明亮，即使用现有的设施也可以探测到，如哈勃太空望远镜和地面上的8-10米望远镜。最后，我们认为，由于最热的暗恒星（Teff > 30000 K）可以产生自己的HII区，他们可能会大大亮于恒星大气光谱的基础上估计会建议。
2011-01-14 astro-ph.CO
Inert-Sterile Neutrino: Cold or Warm Dark Matter Candidate
在通常的粒子模型中，只有质量在千电子伏范围内并且是温暖的暗物质，无菌中微子才能解释宇宙的暗物质。严格的宇宙学和天体物理学界限，特别是X射线观测所施加的界限，适用于它们。我们指出，在一个特定的变化的惰性双重模型中，不育中微子可以解释宇宙中的暗物质，可能是冷或热的暗物质候选人，即使质量远远大于keV的范围。这些惰性-惰性中微子在早期宇宙中以非热的方式产生，它们是稳定的，与标准模型粒子的耦合非常小，这使得它们在直接或间接的暗物质搜索中很难被探测到。原则上，它们可以在对撞机中通过发现模型中的其他粒子来揭示。
2009-12-22 astro-ph.CO hep-ph
Shedding Infrared Light on QCD Axion and ALP Dark Matter with JWST
本研究利用JWST的NIRSpec IFU光谱观测，对0.47至2.55 eV质量范围的QCD轴子和ALP暗物质的光子耦合施加了最强限制，并探测了新质量范围，为未来发现暗物质提供了可能。
2025-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
KeV Warm Dark Matter and Composite Neutrinos
基本keV惰性狄拉克中微子可以是复合中微子方案的天然成分。对于某种复合中微子理论，这些惰性中微子自然具有适当的混合角，可以共振产生温暖的暗物质（WDM）。或者，我们表明，这些不育中微子可以WDM产生的熵稀释热冻结出，与必要的熵产生所产生的不平衡衰变，而是从复合中微子部门的限制，提供了足够的过冷。
2012-09-25 astro-ph.CO hep-ph
Warm Dark Matter and Cosmic Reionization
在暗物质由keV质量的粒子（如无菌中微子）组成的模型中，小尺度的密度扰动被抑制，延迟了最低质量星系形成的时期，因此将再电离过程转移到更晚的时期。在这项研究中，集中在温暖的暗物质（WDM）的质量接近其目前的下限，即周围的$3$ keV区域，我们从星系光度函数，电离历史和冈恩-彼得森效应的约束。我们表明，即使调整模拟中的恒星形成效率以匹配CDM和WDM模型中观测到的UV星系光度函数，Gunn-Peterson光学深度的完整分布仍保留了WDM模型中延迟再电离的强烈特征。然而，直到现代星系形成模拟中使用的恒星形成和恒星反馈模型得到更好的约束，任何关于暗物质性质的结论都来自于再电离观测值仍然依赖于模型。
2017-08-28 astro-ph.CO
