了解暗物质光环的引力演化

时间：2021-10-13 18:58:04来源：

一项新发表的研究通过使用理论与模拟之间的详细比较，可以更准确地预测暗物质晕的分布。

Kavli IPMU及其合作者的研究人员发现，考虑环境影响（例如，引潮力的分布范围远大于星系团），对于解释星系周围暗物质晕的分布和演化是必不可少的。理论与仿真之间的详细比较使这项工作成为可能。这项研究的结果作为编辑的建议发表在《物理评论》 D上，有助于更好地理解宇宙的基本物理学。

在形成宇宙结构的标准方案中，暗物质在宇宙中的能量预算大约是普通物质（例如原子）的五倍，它首先在重力作用下聚集形成一个拥挤的区域，因此-叫做暗物质光环。然后这些暗物质光环吸引原子气体，最终形成恒星和星系。因此，要从在SDSS BOSS，SuMIRe项目等中观察到的三维星系图提取宇宙学信息，了解暗物质光晕的集群是如何在整个宇宙历史中的重力作用下演化的，这一点很重要。（这被称为光晕偏差问题。）

“各种各样的研究从理论上描述了光晕偏差，”参与Kavli IPMU研究的项目研究人员Teppei Okumura说。“但是，它们都没有很好地再现模拟结果。因此，我们以数学对称性为出发点，对先前的研究进行了扩展，并研究了我们的扩展是否有效。”

作者证明，必须考虑源自环境效应（例如引力潮汐力）的高阶非局部项，以解释模拟中的光晕偏差。他们还证实，效应的大小与简单的理论预测非常吻合。

“我们的研究结果可以通过适当考虑文献中遗漏的高阶术语来更准确地预测暗物质晕圈的分布，” Kavli IPMU的研究首席研究员Shun Saito说。“我们完善的模型已经应用于BOSS项目中的实际数据分析。这项研究无疑改善了暗能量或中微子质量性质的测量。因此，它使人们对宇宙的基本物理学有了更好的理解。”

出版物：Shun Saito等人，“通过将功率谱与双谱结合起来，可以大规模地理解高阶非局部光晕偏向”。D 90，123522，2014年; doi：10.1103 / PhysRevD.90.123522

研究报告的PDF副本：通过将功率谱和双谱结合起来，大规模地理解高阶非局部光晕偏差

图像：卡夫里宇宙物理与数学研究所