Colapso de Núcleo Más Allá de la Aproximación de Fluidos: La Evolución Tardía de Halos de Materia Oscura...

Área de la Ciencia:

• Cosmología
• Astrofísica
• Física de Partículas

Sus antecedentes:

• La materia oscura autointeractuante (SIDM) es un candidato principal para la materia oscura.
• El colapso gravotérmico es un proceso clave en la evolución de los halos de materia oscura.
• El modelo de fluidos conductores se usa comúnmente para describir la evolución gravotérmica, pero asume equilibrio termodinámico local.

Objetivo del estudio:

• Investigar las desviaciones del equilibrio termodinámico local durante el colapso gravotérmico de los halos de SIDM.
• Evaluar la validez del modelo de fluidos conductores para describir la evolución de los halos de SIDM.
• Desarrollar y aplicar un novedoso solucionador cinético para simular el colapso gravotérmico.

Principales métodos:

• Desarrollo y aplicación de un novedoso solucionador cinético, kiss-sidm, basado en el marco de Monte Carlo de simulación directa.
• Rastreo de la evolución gravotérmica de los halos de SIDM, incluyendo los regímenes de longitud de camino libre medio tanto largo como corto.
• Aplicación a un caso canónico con dispersión isotrópica e independiente de la velocidad.

Principales resultados:

• El colapso gravotérmico de los halos de SIDM puede desviarse del equilibrio termodinámico local.
• La predicción del modelo de fluidos conductores comúnmente adoptado de evolución autosimilar puede alterarse o romperse.
• Las desviaciones del equilibrio termodinámico local ocurren en la región intermedia de la longitud de camino libre medio, modificando la evolución a largo plazo.

Conclusiones:

• El modelo de fluidos conductores es insuficiente para describir completamente el colapso gravotérmico de halos de SIDM.
• Los efectos cinéticos se vuelven importantes en las etapas intermedia y tardía del colapso.
• El código kiss-sidm proporciona una alternativa viable a los modelos de fluidos, permitiendo un tratamiento cinético completo.