Testes de Estrutura em Larga Escala da Matéria Escura Quente

A natureza da matéria escura afeta criticamente a estrutura em larga escala do universo. Sob as suposições de que o universo é espacialmente plano com constante cosmológica zero e que as perturbações primordiais eram adiabáticas com um espectro de Harrison-Zeldovich, nem a matéria escura quente (HDM) nem a matéria escura fria (CDM) parecem ser consistentes com a estrutura em larga escala observada. A matéria escura morna (WDM) é uma alternativa intrigante do ponto de vista tanto da cosmologia quanto da física de partículas. Consideramos uma família de modelos WDM de um parâmetro. Os espectros de potência lineares para esses modelos são calculados e comparados com os espectros correspondentes para CDM, HDM e matéria escura mista (MDM), bem como o espectro de potência derivado de observações. Nossas análises lineares sugerem que um modelo de universo dominado por uma partícula cuja razão massa-temperatura mx/Tx é aumentada em um fator de 2 em comparação com o neutrino HDM padrão fornece um ajuste razoável aos dados em escalas grandes (>8 h-1 Mpc). Simulações N-corpos para este modelo WDM específico mostram características de HDM e CDM. Assim como em HDM, os primeiros objetos a colapsar são grandes estruturas em forma de panqueca. A distribuição final da matéria é bastante suave, e estruturas tão pequenas quanto halos de galáxias são excluídas. No entanto, há clusters ricos virializados evidentes na CDM, mas não nas simulações HDM. Infelizmente, uma simples comparação da distribuição da matéria e suas propriedades estatísticas com observações indica que a WDM, assim como a CDM, tem poder demais em escalas pequenas. Isso é particularmente evidente na dispersão de velocidade em pares em pequena escala. A função de multiplicidade de clusters tem a forma errada, com muitos clusters ricos sendo produzidos, embora essa conclusão se baseie na simples suposição de que a luz rastreia a massa em grupos de galáxias.