利用冷无碰撞DARKexp理论解决矮星系和盘状星系的核心- cusp问题与多样性问题
星系天体物理
2025-08-20 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
矮星系被观察到具有线性上升的旋转曲线，这表明其中心具有恒定密度的核心。这些核心不自然地从仅由暗物质的模拟中产生，导致"核心- cusp"问题。采用气体动力学模拟并引入气体反馈可创建核状轮廓，但这一解决方案需要一些微调。此外，还存在与之相关的"多样性"问题，即模拟无法再现相同质量星系在旋转曲线形状上的大范围差异。本文首次探讨基于统计力学（DARKexp）的理论模型能否产生带有单个形状参数的平坦密度核心。我们发现，这些理论轮廓能够通过生产对96个覆盖该速度范围（约20-200 km/s）的SPARC目录星系的拟合来匹配观测到的旋转曲线。我们进一步表明， ultrafaint矮星系的投影恒星密度分布也能很好地拟合，而波动或模糊暗物质无法匹配SPARC星系的全部范围。因此，DARKexp能够在不引入气体反馈或暗物质的另类本质情况下，以冷无碰撞暗物质单独解释矮星系的核心- cusp问题和旋转曲线的多样性。
引用
@article{arxiv.2502.15879,
title = {Addressing the core-cusp and diversity problem of dwarf and disk galaxies using cold collisionless DARKexp theory},
author = {Liliya L. R. Williams and Jens Hjorth and Evan D. Skillman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.15879},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 11 figures, to appear in JCAP