星系 halo 的质子含量及对结构形成模型的限制

最近检测到 LMC 恒星被我 galaxy halo 中致密天体的微弯光，这暗示我们的 galaxy 被围绕着由约 $(0.03-0.5) \msun$ 质量的致密天体组成的非亮 halo。检测速率与致密天体以软化温和势分布（核心半径为 $(2-8)$Kpc，渐近圆形速度为 $220\kms$）的假设相符。单独考虑此观测，与仅有质子暗物质（BDM，以下简称） contributing $\Omega_b=\Omega_{total}\simeq0.06$ 的宇宙模型相符，但这将严重违背其他多大尺度观测，尤其是 COBE-DMR 结果。或者可以假设像我们的 galaxy 这样的星系被围绕着 BDM 和非质子暗物质（NBDM，以下简称）两种暗物质。若要求：（i）在 $100$ kpc 内至少有 30% 的暗物质密度为质子，（ii）星系结构应在 $z=1$ 时已坍缩，则单个 NBDM 成分模型（例如 $\Omega_b\simeq0.06,\Omega_{cdm}\simeq0.94$）也被排除。进一步若暗物质在 $100$ kpc 内的一半以上为质子，则 NBDM 在星系尺度聚集所能贡献的最大暗物质值为仅约 $\Omega_{max}\simeq0.29$。 C+HDM 模型无法满足此约束，但 $\Lambda$+ CDM 模型仍可能。