来自矮椭球星系对暗物质粒子质量的下限

我们利用矮椭球星系作为工具，试图对暗物质粒子（假设其为惰性中微子）的质量设定精确的下限。我们首先对银河系六个矮椭球星系的视线速度色散（作为投影半径的函数，数据取自Walker等人2007年）进行有核暗晕拟合。我们测试了Osipkov-Merritt速度各向异性剖面，但发现与恒定速度各向异性相比并无优势。与之前的尝试不同，我们并不假设恒星速度色散与暗物质速度色散之间存在任何关系，而是通过使用部分简并中微子气体的状态方程（该方程确保了惰性中微子晕的流体静力学平衡），直接求解所有半径处的惰性中微子速度色散。这给出了惰性中微子密度与速度色散之间的一一对应关系，从而让我们能够精确估计所有半径处的Tremaine-Gunn极限。通过改变惰性中微子粒子质量，我们找到了所有六个矮椭球星系的最小质量，使得在任何半径处（特别是中心处）都不超过Tremaine-Gunn极限。我们发现每个矮星系所允许的惰性中微子粒子质量范围存在显著差异，但有趣的是，存在一个270-280eV的小范围，与所有矮椭球星系在1-$\sigma$水平上一致。