- На окраинах ореолов темной материи(arXiv)
Автор:Алиса Чен, Ниайеш Афшорди
Аннотация: Модели гало крупномасштабной структуры предоставляют мощные и незаменимые инструменты для феноменологического понимания кластеризации материи во Вселенной. В то время как модель ореола строит структуры из суперпозиции ореолов, определение профилей ореолов на их окраинах — за пределами их вириальных радиусов — становится все более неоднозначным, поскольку невозможно четко отнести материю к отдельным ореолам. В этой статье мы решаем этот вопрос, используя численное моделирование N тел, чтобы найти систематическое определение среднего профиля гало, которое можно распространить на большие радиусы. Эти профили должны быть скомпенсированы и являются ключевыми компонентами для вычисления космологических функций корреляции в Исправленной модели гало. Последнее, представленное в нашей более ранней работе (arXiv:1912.04872), дает более физически точное феноменологическое описание формирования нелинейной структуры, которое соблюдает законы сохранения в больших масштабах. Здесь мы расширяем эту модель от спектра автомощности материи до спектров кросс-мощности гало-материи, используя моделирование N тел. Мы обнаружили, что (безразмерный) компенсированный профиль гало r3×ρ(r)/M200c имеет почти универсальный максимум в небольшом диапазоне 0,03−0,04 вокруг вириального радиуса, r≃r200c, независимо от массы гало. Профили переходят от нуля к отрицательным значениям на окраинах гало, за пределами 2–3 × r200c, что согласуется с нашими предыдущими результатами. Мы предоставляем функции предварительной подгонки для компенсированных профилей Наварро-Френка-Уайта (NFW), и это можно использовать для вычисления большего количества физических наблюдаемых в измененной модели гало крупномасштабной структуры.
2. Гравитационное линзирование пульсаров как зонд гало темной материи(arXiv)
Автор: Франческа фон Браун-Бейтс
Аннотация: Особая открытая проблема в космологии заключается в том, является ли темная материя в малых масштабах комковатой, образующей гравитационно-связанные гало, распределенные по Галактике. Практические трудности, связанные с проверкой этой гипотезы, связаны с тем, что в астрофизических масштабах темную материю можно наблюдать исключительно через ее гравитационное взаимодействие с другими объектами. В этой диссертации представлено основанное на гравитационном линзировании решение для картирования и описания маломассивных гало темной материи с помощью их сигнатур в миллисекундных наблюдениях за пульсарами. Это включает в себя: во-первых, определение временной задержки и поверхностей увеличения, созданных в системе отсчета гало; во-вторых, получение соответствующей сигнатуры пульсара в системе отсчета наблюдателя; и, наконец, обобщение метода на несколько ореолов на разных расстояниях. Мы обсудим, можно ли обнаружить задержку с помощью наблюдений как для одной, так и для нескольких линз. Ключевой зависимостью временной задержки является профиль плотности, принятый для гало. Я использую различные предложенные профили масс гало — эллиптические линзы, линзы Шварцшильда, линзы с горизонтальным диском и профиль плотности Наварро-Френка-Уайта (NFW), — которые применимы в широком диапазоне масс гало. Я демонстрирую использование преобразований Ганкеля для повышения эффективности расчета релятивистской временной задержки. Наблюдательные признаки таких гало лучше всего идентифицировать с помощью миллисекундных пульсаров из-за их высоких частот вращения и стабильности периода. Мой метод не требует серьезных корректировок при поиске признаков линзирования, поэтому нет необходимости реализовывать специальные пайплайны обработки данных. Таким образом, мы можем легко использовать данные как существующих, так и будущих опросов. Этот метод легко распространить на близлежащие шаровые скопления и галактики, ожидая улучшений в обнаружении пульсаров на таких расстояниях.
3.Гало сверхплотной темной материи, сопровождающие первичные черные дыры(arXiv)
Автор: М. Стен Делос, Джозеф Силк
Выдержка: Первичные черные дыры (ПЧД) образуются в результате высокоамплитудных флуктуаций начальной плотности и могут содержать часть или всю темную материю. Если ПЧД имеют расширенный спектр масс или в смешанных сценариях ПЧД-частицы темной материи, экстремальные флуктуации плотности, необходимые для образования ПЧД, также приводят к формированию гораздо большего количества минигало темной материи с внутренней плотностью потенциально порядка 1012 M⊙ пк. −3. Мы разрабатываем аналитическое описание образования этих сверхплотных ореолов и используем его для количественного сравнения распределения PBH и ореолов. ПЧД, которые составляют лишь процентную долю темной материи, сопровождаются сверхплотными ореолами, которые, тем не менее, составляют долю порядка единицы. Это открытие значительно меняет прогнозы многих сценариев ПЧД, позволяя проводить множество новых наблюдательных тестов.
