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一种通过星系旋转曲线区分暗物质模型与MOND修正惯性的方法

星系天体物理 2020-09-04 v3 高能物理 - 唯象学

摘要

旋转支撑星系的暗物质(DM)与修正牛顿动力学(MOND)模型在(gN,gtot)(g_{N},g_{tot})空间(g2g2空间)中导致具有不同几何形状的曲线。这里gtotg_{tot}是总加速度,gNg_{N}是通过牛顿动力学从重子物质获得的加速度。在MOND修正惯性(MI)模型中,g2g2空间中的曲线是闭合的且面积为零,因此在半径rrNr\geq r_{N}(大半径)和r<rNr< r_{N}(小半径)处的曲线段重合,其中rNr_{N}gNg_N最大的半径。在具有核心密度分布且gtotg_{tot}在星系中心也为零的DM模型中,曲线同样是闭合的,但闭合曲线的面积通常非零,因为半径rrNr\geq r_{N}r<rNr<r_{N}处的曲线段不重合。最后,在具有如NFW分布等尖点密度分布的DM模型中,gtotg_{tot}在星系原点形式上非零,曲线是开放的,且半径rrNr\geq r_{N}r<rNr< r_{N}处的曲线段同样不重合。我们开发了一种检验小半径和大半径处数据是否重合的方法,并研究了来自SPARC数据库的旋转曲线,以区分上述几何形状。由于量化宽松的系统不确定性,我们不强调检验结果,而是得出结论:该检验说明了此类分析的相关性,并展示了以这种方式区分所考虑的DM和MI模型的能力。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.03096,
  title  = {A Method for Discriminating Between Dark Matter Models and MOND Modified Inertia via Galactic Rotation Curves},
  author = {Jonas Petersen and Mads T. Frandsen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03096},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages, 14 figures