大质量引力能解释盘状星系的质量差异 - 加速度关系吗？

盘状星系的经验质量差异 - 加速度（MDA）关系为星系动力学模型提供了关键检验。就修正的引力和/或惯性定律而言，MDA 关系量化了在低向心加速度 $a_c < 10^{-10} \text{ m/s}^2$ 下从牛顿动力学到修正动力学的过渡。迄今为止，无论是基于暗物质的动力学模型，还是提出的引力/惯性定律修正，都未能预测 MDA 关系的函数形式。在本文中，我重新审视了 MDA 数据，并将其与四种不同的理论标度律进行了比较。其中三种标度律完全是经验性的，第四种——修正牛顿动力学（Modified Newtonian Dynamics）的"simple mu"函数——源于基于大质量引力子（"引力子图像"）的引力玩具模型。所有理论 MDA 关系都包含一个具有加速度量纲的自由参数，即 Milgrom 常数 $a_M$。我发现"simple mu"函数能很好地拟合数据，没有明显的系统残差，并且在测试的四种标度律中提供了最佳拟合。Milgrom 常数的最佳拟合值为 $a_M = (1.06 \pm 0.05) \times 10^{-10} \text{ m/s}^2$。鉴于成功预测了 MDA 关系的函数形式，加上与跨越八个数量级尺度和十四个数量级质量的恒星系统观测运动学的总体一致性，我得出结论，"引力子图像"足以（尽管可能不是必要或唯一的方法）描述远超太阳系尺度的所有尺度上的星系动力学。这表明，至少在星系尺度上，引力的表现仿佛是由大质量粒子介导的。