En astrofísica y física de partículas , la materia oscura autointeractiva ( SIDM ) es una clase alternativa de partículas de materia oscura que tienen interacciones fuertes, en contraste con el modelo estándar de materia oscura fría (CDM). SIDM se postuló en 2000 [1] como una solución al problema núcleo-cúspide [2] [3] [4] . En los modelos más simples de auto-interacciones DM, un potencial de tipo Yukawa y un portador de fuerza φ media entre dos partículas de materia oscura. [5]A escalas galácticas, la auto-interacción de la DM conduce al intercambio de energía e impulso entre las partículas de DM. A lo largo de escalas de tiempo cosmológicas, esto da como resultado núcleos isotérmicos en la región central de los halos de materia oscura.
Si la materia oscura que interactúa con sí misma está en equilibrio hidrostático , su presión y densidad son las siguientes:
dónde y son el potencial gravitacional de la materia oscura y un barión respectivamente. La ecuación naturalmente correlaciona la distribución de la materia oscura con la distribución de la materia bariónica. Con esta correlación, la materia oscura autointeractiva puede explicar fenómenos como la relación Tully-Fisher .
La materia oscura que interactúa con uno mismo también se ha postulado como una explicación de la señal de modulación anual DAMA . [6] [7] [8] Además, se muestra que puede servir a la semilla de agujeros negros supermasivos con alto corrimiento al rojo. [9]
Ver también
- MACS J0025.4-1222 , observaciones astronómicas que limitan la auto-interacción DM
- ESO 146-5 , el núcleo de Abell 3827 que se afirmó como la primera evidencia de SIDM
- Partícula masiva de fuerte interacción (SIMP), propuesta para explicar los datos de rayos cósmicos
- Modelo Lambda-CDM
Referencias
- ^ Spergel, David N .; Steinhardt, Paul J. (abril de 2000). "Evidencia de observación de la materia oscura fría autointeractiva" . Cartas de revisión física . 84 (17): 3760–3763. arXiv : astro-ph / 9909386 . Código Bibliográfico : 2000PhRvL..84.3760S . doi : 10.1103 / PhysRevLett.84.3760 . ISSN 0031-9007 . PMID 11019199 . S2CID 6669358 .
- ^ Moore, Ben (agosto de 1994). "Evidencia contra la materia oscura sin disipación de observaciones de halos de galaxias" . Naturaleza . 370 (6491): 629–631. Código bibliográfico : 1994Natur.370..629M . doi : 10.1038 / 370629a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4325561 .
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- ^ Oh, Se-Heon; Hunter, Deidre A .; Brinks, Elias; Elmegreen, Bruce G .; Schruba, Andreas; Walter, Fabián; Rupen, Michael P .; Young, Lisa M .; Simpson, Caroline E .; Johnson, Megan C .; Herrmann, Kimberly A. (junio de 2015). "Modelos de masa de alta resolución de galaxias enanas de pequeñas cosas" . El diario astronómico . 149 (6): 180. arXiv : 1502.01281 . Código bibliográfico : 2015AJ .... 149..180O . doi : 10.1088 / 0004-6256 / 149/6/180 . ISSN 0004-6256 .
- ^ Loeb, Abraham; Weiner, Neal (abril de 2011). "Núcleos en galaxias enanas de materia oscura con potencial Yukawa" . Cartas de revisión física . 106 (17): 171302. arXiv : 1011.6374 . Código Bibliográfico : 2011PhRvL.106q1302L . doi : 10.1103 / PhysRevLett.106.171302 . ISSN 0031-9007 . PMID 21635025 .
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- ^ Richard Massey; et al. (Junio de 2015). "El comportamiento de la materia oscura asociada con cuatro galaxias de cúmulos brillantes en el núcleo de 10 kpc de Abell 3827". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 449 (4P): 3393–3406. arXiv : 1504.03388 . Código bibliográfico : 2015MNRAS.449.3393M . doi : 10.1093 / mnras / stv467 .comentario Los posibles primeros signos de la materia oscura que interactúa con uno mismo
- ^ Feng, W.-X .; Yu, H.-B .; Zhong, Y.-M. (2021). "Siembra de agujeros negros supermasivos con materia oscura que interactúa con uno mismo: un escenario unificado con bariones". Las cartas de la revista astrofísica . 914 (2): L26. arXiv : 2010.15132 . doi : 10.3847 / 2041-8213 / ac04b0 . "Cómo se origina un agujero negro supermasivo: el estudio apunta a un agujero negro semilla producido por el colapso de un halo de materia oscura". ScienceDaily , 16 de junio de 2021.
Otras lecturas
- Bertone, Gianfranco (2010). Partículas de materia oscura: observaciones, modelos y búsquedas . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 762. bibcode : 2010pdmo.book ..... B . ISBN 978-0-521-76368-4.
- Musser, George (mayo de 2000). "¿Qué pasa?" . Scientific American . Código Bibliográfico : 2000SciAm.282e..24M . doi : 10.1038 / scientificamerican0500-24 .
- Lawrence, Krauss (2000). Quintaesencia: la búsqueda de la masa perdida en el universo . Libros básicos . pag. 384. ISBN 978-0465037414.