椭圆星系中类伪相空间密度量的普适幂律轮廓

我们利用约 2000 个近球形且无自转的 SDSS 星系，研究了质量密度、速度弥散 (VD) 及其组合的轮廓。对于观测到的恒星质量密度 $\rho_{\star}(r)$，我们考虑了一系列暗物质 (DM) 分布 $\rho_{\rm{DM}}(r)$ 和 VD 各向异性 $\beta(r)$，以利用球对称 Jeans 方程研究径向恒星 VD $\sigma_{\rm\star r}(r)$。虽然质量轮廓和 VD 轮廓随暗物质分布和各向异性的不同而有显著变化，但类伪相空间密度组合 $\rho(r)/\sigma_{\rm\star r}^3(r)$（其中总密度 $\rho(r)= \rho_{\star}(r)+\rho_{\rm{DM}}(r)$）几乎是普适的。在光学区域，其对数斜率的负值均值为 $\langle\chi\rangle\approx 1.86$--$1.90$，星系间的均方根散度约为 $0.04$--$0.06$，这比 $\rho(r)$ 轮廓的散度小几倍。$\chi$ 的散度可通过引入剧烈变化的各向异性而增大，然而这种情况可能性较低，因为它们会产生过大的视线 VD 轮廓散度。作为对这种普适性的独立检验，我们分析了 J. Thomas 提供的 Coma 星系团中 15 个早型星系 (ETGs) 的基于恒星轨道的动力学模型。Coma ETGs 用包含净旋转的恒星均方根速度 $v_{\star\rm{rms}}(r)$ 替换 $\sigma_{\star\rm{r}}(r)$ 后，表现出类似的普适性，其斜率为 $\chi= 1.93\pm 0.06$。值得注意的是，推断出的 ETGs 的 $\chi$ 值与暗物质晕 N 体模拟预测的斜率 $\approx 1.9$ 吻合良好。我们认为，推断出的 $\rho(r)/\sigma_{\rm\star r}^3(r)$ 的普适性质不能完全由平衡态解释，这意味着某些天体物理因素共同作用，和/或它反映了无碰撞形成过程中的基本原理。