利用银河系核星团约束超轻暗物质
星系天体物理
2022-01-26 v2
摘要
我们利用银河系核星团（NSC）来检验超轻暗物质（ULDM）模型所预言的暗物质“孤子核”的存在。由于孤子核尺寸正比于 mDM^{-1}，而核密度随 mDM^{2} 增长，NSC（约 3 pc 内的主导恒星成分）对暗物质粒子质量 mDM 的一个特定窗口敏感。我们应用球状各向同性 Jeans 模型来拟合 NSC 视线速度弥散数据，假设对精确测量的银河系超大质量黑洞（SMBH）质量和测量良好的 NSC 密度轮廓施加先验。我们发现，在当前观测数据下，若假设孤子核结构不受银河系 SMBH 影响，则排除质量为 10^{-20.4} < mDM < 10^{-18.5} eV 的单 ULDM 粒子存在孤子核。我们在模拟数据上测试了我们的方法，确认我们对真实数据相同的 ULDM 质量范围敏感。对更大银河系中心区域（包括核恒星盘）的动力学建模有望在更宽的 mDM 范围内给出更紧的约束。我们将在未来工作中考虑这一点。
引用
@article{arxiv.2106.02526,
title = {Constraining Ultra Light Dark Matter with the Galactic Nuclear Star Cluster},
author = {Firat Toguz and Daisuke Kawata and George Seabroke and Justin I. Read},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.02526},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 18 figures, accepted for publication in MNRAS