Nueva física de materia oscura: Pistas de la estructura del halo

Examinamos el efecto de la dispersión de velocidad de la materia oscura primordial y/o las auto-interacciones de partículas en la estructura y estabilidad de los halos galácticos, especialmente en relación con la formación de subestructura y cúspides de densidad central. La dispersión de velocidad primordial se caracteriza por una ``densidad de fase'' Q/〈v^2〉^3/2, que para reliquias relativistas desacopladas está determinada por la masa y el spin de la partícula y es insensible a los parámetros cosmológicos. Un Q finito lleva a un filtrado a pequeña escala del espectro de potencia primordial, lo que reduce la subestructura y limita la densidad central máxima de los halos, eliminando así las cúspides centrales. Se estima la relación entre Q y los observables del halo. El Q primordial puede ser preservado en los núcleos de los halos y, si es así, conduce a una relación predecida, análoga a la de las enanas degeneradas, entre la densidad central y la dispersión de velocidad. Se utilizan soluciones de polytrope clásicas para modelar la estructura de halos de materia oscura colisional y para mostrar que las auto-interacciones en los halos hoy probablemente no son significativas porque desestabilizan los núcleos de los halos a través de la conducción de calor. Se estiman restricciones sobre las masas y auto-interacciones de las partículas de materia oscura a partir de la estabilidad de los halos y otras consideraciones.