Materia oscura que interactúa con uno mismo - Self-interacting dark matter

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 como una solución al problema núcleo-cúspide . 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. A escalas galácticas, la auto-interacción de DM conduce al intercambio de energía y momento entre 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:

${\ Displaystyle \ nabla P _ {\ chi} / \ rho _ {\ chi} = \ nabla \ Phi _ {\ rm {tot}} = \ nabla (\ Phi _ {\ chi} + \ Phi _ {b}) }$

donde 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 . ${\ Displaystyle \ Phi _ {\ chi}}$${\ Displaystyle \ Phi _ {b}}$

La materia oscura que interactúa con sí misma también se ha postulado como una explicación de la señal de modulación anual DAMA . Además, se muestra que puede servir a la semilla de agujeros negros supermasivos con un alto corrimiento al rojo.

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

Otras lecturas

• Bertone, Gianfranco (2010). Partícula 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.