利用矮椭球星系间暗物质相关性评估暗物质模型

千秒差距尺度下暗物质子结构预言的大小是模型依赖的。因此，若能通过观测测量暗物质质量密度随其间距的相关性，我们便可细致检验暗物质图景。本文给出一种暗物质图景的评估流程。首先，我们利用 Gaia 的数据推断 Fornax 矮椭球星系中恒星的单粒子相空间密度。后者结合 Jeans 方程，在通过 Poisson 方程消去引力势后，揭示出暗物质质量密度作为其在该星系中位置的函数。我们推导出暗物质质量密度随其间距的相关性，未观测到统计显著的相关性。其次，为与标准冷暗物质比较，我们还计算了 Eagle 流体动力学模拟的一个小晕中暗物质质量密度间的相关性。我们表明模拟与 Gaia 得到的相关性一致。第三，我们证明 Gaia 观测可用于限制暗物质质量密度的 Ginzburg–Landau 统计场论的参量空间，并进而收缩任意暗物质模型的参量空间。作为两个例子，我们展示了如何对（i）经典气体暗物质和（ii）超流体暗物质施加限制。