利用重子物理和惰性中微子暗物质解决“太大而不能失败”问题

$\Lambda$CDM 模型中结构形成的 N 体暗物质模拟预测，银河系晕内的子晕种群具有比银河系卫星所推断的更高的中心密度，这一张力被称为“太大而不能失败”（too big to fail）问题。提出的解决方案包括重子效应、较小的银河系晕质量以及温暗物质。我们利用星系形成的半解析模型生成银河系晕类似卫星种群的光度函数，并将结果与 Jiang & van den Bosch 的子晕剥离模型耦合，以预测最亮的 10 颗卫星的子晕 $V_\mathrm{max}$ 函数，从而测试这三种可能性。我们发现，选择最亮的卫星（而非质量最大的）并模拟早期超新星导致的气体抛射，增加了生成观测到的银河系卫星 $V_\mathrm{max}$ 函数的可能性。首选的晕质量为 $6\times10^{11}M_{\odot}$，其拥有类似银河系卫星 $V_\mathrm{max}$ 函数的概率为 14%。对于 $1.0\times10^{12}M_{\odot}$ 的晕，该概率降至 8%，对于 $1.4\times10^{12}M_{\odot}$ 的晕则降至 3%。我们得出结论，银河系卫星 $V_\mathrm{max}$ 函数与 CDM 宇宙学相容，正如 Sawala 等人此前利用流体动力学模拟所发现的那样。惰性中微子 - 温暗物质模型与观测结果的一致性更高，生成观测到的银河系卫星 $V_\mathrm{max}$ 函数的最大概率为 35%。然而，仍需更多工作来检查半解析剥离模型在惰性中微子宇宙学中是否校准正确，并验证我们的惰性中微子模型是否能产生足够数量的暗弱卫星。