Matéria escura quente - Warm dark matter

A matéria escura quente ( WDM ) é uma forma hipotética de matéria escura que tem propriedades intermediárias entre as da matéria escura quente e da matéria escura fria , fazendo com que a formação da estrutura ocorra de baixo para cima acima de sua escala de fluxo livre e de cima para baixo abaixo de sua escala de streaming gratuito. Os candidatos WDM mais comuns são neutrinos estéreis e gravitinos . Os WIMPs ( partículas massivas de interação fraca ), quando produzidos não termicamente, podem ser candidatos à matéria escura quente. Em geral, no entanto, os WIMPs produzidos termicamente são candidatos à matéria escura fria .

keVins e GeVins

Uma possível partícula candidata WDM com uma massa de alguns keV vem da introdução de dois novos férmions de número leptônico zero e de carga zero no Modelo Padrão de Física de Partículas: "férmions inertes de massa keV" (keVins) e "férmions inertes de massa GeV "(GeVins). Os keVins são produzidos em excesso se atingirem o equilíbrio térmico no início do universo, mas em alguns cenários a produção de entropia dos decaimentos de partículas mais pesadas instáveis ​​pode suprimir sua abundância para o valor correto. Estas partículas são consideradas "inerte" porque eles só suprimiram interacções com o Z Higgs . Neutrinos estéreis com massas de alguns keV são possíveis candidatos para keVins. Em temperaturas abaixo da escala eletrofraca, suas únicas interações com partículas do modelo padrão são interações fracas devido à sua mistura com neutrinos comuns . Devido à pequenez do ângulo de mistura, eles não são superproduzidos porque congelam antes de atingir o equilíbrio térmico. Suas propriedades são consistentes com os limites astrofísicos provenientes da formação da estrutura e do princípio de Pauli se sua massa for maior que 1-8 keV.

Em fevereiro de 2014, diferentes análises extraíram do espectro de emissões de raios-X observado pelo XMM-Newton , um sinal monocromático em torno de 3,5 keV. Este sinal está vindo de diferentes aglomerados de galáxias (como Perseus e Centaurus ) e vários cenários de matéria escura quente podem justificar tal linha. Podemos citar, por exemplo, um candidato de 3,5 keV aniquilando em 2 fótons, ou uma partícula de matéria escura de 7 keV decaindo em um fóton e um neutrino.

Em novembro de 2019, a análise da interação de vários halo de matéria galáctica em densidades e distribuição de fluxos estelares, vindos dos satélites da Via Láctea, foram capazes de restringir mínimos de massa para perturbações de densidade por matéria escura quente Kevins no GD- 1 e Pal 5 streams. Este limite inferior na massa de relíquias térmicas de matéria escura quente mWDM> 4,6 keV; ou adicionando contagens de satélite anão mWDM> 6,3 keV

Veja também

• Matéria escura  - forma hipotética de matéria que compreende a maior parte da matéria do universo
  • Matéria escura quente  (HDM) - uma forma teórica de matéria escura que consiste em partículas que viajam com velocidades ultrarelativísticas
  • Matéria escura fria  (CDM) - tipo hipotético de matéria escura em física
•  Modelo Lambda-CDM - Modelo de cosmologia big-bang
• Dinâmica Newtoniana Modificada  - Hipótese que propõe uma modificação das Leis de Newton

Referências

• Viel, Matteo; Lesgourgues, Julien; Haehnelt, Martin G .; Matarrese, Sabino; Riotto, Antonio (31/03/2005). "Restringindo candidatos de matéria escura quente, incluindo neutrinos estéreis e gravitinos leves com WMAP e a floresta de Lyman-α". Physical Review D . 71 (6): 063434. arXiv : astro-ph / 0501562 . Bibcode : 2005PhRvD..71f3534V . doi : 10.1103 / physrevd.71.063534 . ISSN  1550-7998 . S2CID  119445620 .
• King, Stephen F; Merle, Alexander (16/08/2012). "Matéria escura quente de keVins". Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . 2012 (8): 016. arXiv : 1205.0551 . Bibcode : 2012JCAP ... 08..016K . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2012/08/016 . ISSN  1475-7516 . S2CID  118342558 .
• Gao, L .; Theuns, T. (14/09/2007). "Iluminando o Universo com Filamentos". Ciência . 317 (5844): 1527–1530. arXiv : 0709.2165 . Bibcode : 2007Sci ... 317.1527G . doi : 10.1126 / science.1146676 . ISSN  0036-8075 . PMID  17872439 . S2CID  18545632 .
• Lin, WB; Huang, DH; Zhang, X .; Brandenberger, R. (05/02/2001). "Produção não térmica de partículas maciças de interação fraca e a estrutura subgalática do universo". Cartas de revisão física . 86 (6): 954–957. arXiv : astro-ph / 0009003 . Bibcode : 2001PhRvL..86..954L . doi : 10.1103 / physrevlett.86.954 . ISSN  0031-9007 . PMID  11177983 .
• Millis, John. Matéria Escura Quente. About.com. Recuperado em 23 de janeiro de 2013. http://space.about.com/od/astronomydictionary/g/Warm-Dark-Matter.htm .

Leitura adicional

• Bertone, Gianfranco (2010). Particle Dark Matter: Observations, Models and Searches . Cambridge University Press . p. 762. ISBN 978-0-521-76368-4.