CMB-линзирование дало новые ограничения на распад темной материи
Недавние наблюдения спектроскопического инструмента DESI указали на возможное снижение плотности материи в поздней Вселенной примерно на 5% по сравнению с данными Planck. Это побудило ученых рассмотреть альтернативные космологические модели, в том числе распадающуюся темную материю (DDM).
В новом исследовании, опубликованном на arXiv, группа астрофизиков проанализировала модели, в которых темная материя распадается на два менее массивных и, следовательно, теплых состояния. Параметры модели включают долю распадающейся темной материи f, скорость распада ? и долю массы, сохраняемую продуктами распада ?.
Для моделирования использовался модифицированный вычислительный код CLASSIER-DDM, решающий уравнения возмущений с DDM методом интегральных уравнений. Авторы учли данные DESI DR2 по барионным акустическим осцилляциям, а также данные Planck 2018, включая CMB-линзирование.
Результаты показали, что модели с распадающейся темной материей не являются предпочтительными по сравнению со стандартной ?CDM. Причина в том, что CMB-линзирование накладывает жесткие ограничения на скорости «ударов», получаемые продуктами распада. Для f около 0.5 ограничения на скорости продуктов распада составляют от 10?? до 10?? скорости света для эпох распада от рекомбинации до наших дней.
Тем не менее, часть допустимого пространства параметров включает модели с достаточным подавлением мощности на малых масштабах, что потенциально позволяет объяснить аномалии карликовых галактик. Эти аномалии — давняя проблема для теории холодной темной материи.
Авторы также отмечают, что объяснения данных DESI, основанные на распаде темной материи на одну массивную и одну безмассовую частицу, также будут ограничены данными CMB-линзирования. Таким образом, работа сужает круг возможных модификаций стандартной космологии, оставляя открытым вопрос о точной природе темной материи.
