旋涡星系、低表面亮度星系与矮椭球星系暗物质晕的比较

我们考虑了从星系中离散半径处的动力学示踪物测量的暗质量，这些星系中重子对整体势的贡献已被减去或可忽略不计。近期工作表明，旋涡星系中等半径处由暗物质（DM）晕产生的旋转曲线惊人地相似，其平均旋转曲线由 $\log_{10}[V_{c,\mathrm{DM}}/(\mathrm{km s^{-1}})]=1.47_{-0.19}^{+0.15}+0.5\log_{10}[r/\mathrm{kpc}]$ 给出。独立研究表明，尽管给定矮椭球星系暗质量的估计仅在其半光半径附近是稳健的，但来自银河系（MW）dSph卫星的数据与狭窄范围内的质量轮廓相一致。在此，我们结合了已发表的关于旋涡星系和dSphs暗晕质量的约束，并纳入了低表面亮度星系的可用测量结果以进行额外比较。我们发现，大多数测量的MW dSphs位于旋涡星系中DM产生的平均旋转曲线的外推上。MW dSph与旋涡星系数据的联合似乎遵循 $M_{\mathrm{DM}}(r)/M_{\odot}=200_{-120}^{+200}(r/\mathrm{pc})^2$ 形式的质量-半径关系，或等价于恒定加速度 $g_{\mathrm{DM}}=3_{-2}^{+3}\times 10^{-9}\mathrm{cm s^{-2}}$，跨越 $0.02\la r \la 75$ kpc 的范围。在特定半径处的求值可直接得出近期文献中的两个结果：MW dSphs在固定半径处的共有质量，以及从MW dSphs到旋涡星系范围内星系的恒定DM中心面密度。然而，近期的动力学测量表明，M31的dSph卫星系统性地小于相似尺寸的MW dSphs。这种对其他方面惊人一致的晕关系的偏离，推测包含了个体形成与演化历史的线索。