M83星系群中矮卫星星系过多问题

星系群中的矮星系为结构形成模型提供了极佳的检验案例，由此引发了所谓的小尺度危机，包括著名的“失踪卫星”和“太大而不能倒”问题。有观点认为，在宇宙学模拟中引入重子物理可以解决这两个问题。我们以邻近的巨型旋涡星系M83——一个银河系的姊妹星系——为对象，通过两种方法检验其矮星系伴星数量是否与当今的Λ+冷暗物质模型相符：一是使用包含重子的宇宙学模拟，二是利用亚暗晕质量函数的理论预测。借助距离测量，我们整理出一份M83周围330 kpc范围内、视星等低至$M_V = -10$的已确认矮星系列表。我们发现，无论是当前最先进的流体动力学宇宙学模拟Illustris-TNG50，还是理论预测，在光度函数的亮端（>10$^8$太阳质量）都与M83周围已确认卫星的数量相符，但在暗端（低至10$^6$太阳质量）却分别以超过3$\sigma$和5$\sigma$的水平低估了其数量。这表明在ΛCDM框架下，M83存在卫星星系过多的问题。由于观测到的卫星数量因伪恒星和银河卷云的严重污染而不完整，与宇宙学模型的实际矛盾程度被低估了。