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arXiv 2503.03413astro-ph.CO
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利用星系团尺度的强引力透镜约束自相互作用标量场暗物质?

Constraining self-interacting scalar field dark matter with strong gravitational lensing in cluster scale?

Raquel Galazo García, Eric Jullo, Emmanuel Nezri, Marceau Limousin

AI总结:

本文提出在自相互作用标量场暗物质框架下,利用半解析技术和星系团强引力透镜观测,研究Thomas-Fermi机制中的孤子核性质,并对暗物质的自相互作用参数空间设定了直接约束。

摘要:

我们提出了一种在自相互作用标量场暗物质框架下,研究Thomas-Fermi机制中孤子核性质的方法。利用半解析技术,我们通过密度分布、引力透镜偏转角和表面质量密度超出,在星系团强透镜背景下表征孤子特征。我们关注跨越两个质量尺度的晕——$M_{200}= 2 \cdot 10^{15}\rm M_\odot$和$2 \cdot 10^{14} \rm M_\odot$——计算透镜观测量以评估SFDM模型的可行性。我们的分析对孤子核质量设定了约束,直接探测了标量场暗物质的自相互作用参数空间。这项工作将半解析预测与天体物理观测联系起来,提供了一个基于透镜的框架,以在星系团环境中检验超轻暗物质模型。

英文摘要:

We present a method to investigate the properties of solitonic cores in the Thomas-Fermi regime under the self-interacting scalar field dark matter framework. Using semi-analytical techniques, we characterize soliton signatures through their density profiles, gravitational lensing deflection angles, and surface mass density excess in the context of strong lensing by galaxy clusters. Focusing on halos spanning two mass scales -- $M_{200}= 2 \cdot 10^{15}\rm M_\odot$ and $2 \cdot 10^{14} \rm M_\odot$ -- we compute lensing observables to assess the viability of the SFDM model. Our analysis establishes constraints on the soliton core mass, directly probing the self-interaction parameter space of scalar field dark matter. This work bridges semi-analytical predictions with astrophysical observations, offering a lensing-based framework to test ultralight dark matter scenarios in galaxy cluster environments.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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