一次加速度测量抵得上十万次相空间测量

现在可以直接测量由银河系中(暗)物质分布产生的加速度。这些基于加速度的局部暗物质密度测量正变得与传统运动学技术(如金斯建模)的估计具有竞争力。虽然经典方法现在可以利用数百万颗恒星的位置和速度,但最近基于加速度的研究使用了不到 100 个源,却达到了相当的精度。运动学方法的一个关键限制是它们依赖于动力学平衡和对称性的假设;直接加速度测量本质上不受此约束。我们发现,对于估计局部暗物质密度这一特定问题,一次直接加速度测量可以提供与约 $\sim$10$^5$ 颗恒星相当的信息。我们使用银河系类星系的流体动力学 N 体模拟,在孤立状态和包含人马座类矮星系以产生非平衡态的情况下,测试了直接加速度技术和金斯建模在估计局部暗物质密度方面的理论性能。在平衡状态下,金斯建模需要一千倍多的源才能达到与直接加速度方法相同的精度。这证实了每源信息优势是内在的,不需要非平衡态来体现。然而,在受扰动的盘中,基于加速度的方法无论有多少恒星可用,都优于金斯分析,因为仅从运动学推断的结果存在显著偏差。我们的结果支持了早期的发现,即银河系盘中的非平衡动力学导致基于金斯的方法系统地高估局部暗物质密度;我们表明,这个问题也可能存在于其他类型的运动学研究中。