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暗物质核心与尖峰:矮椭球星系数个星族的情况

宇宙学与河外天体物理 2015-05-28 v2

摘要

已知若干矮椭球星系包含一个更延展、贫金属的星族,其速度弥散度轮廓较为平坦,以及一个更集中、富金属的星族,其速度弥散度随半径递减。这两个星族可分别用等温极限和急剧截断极限下的Michie-King分布函数进行建模。我们认为,富金属星族的截断可追溯至恒星形成气体的空间分布。假设D是中心处总势能的泰勒展开中首个非常数项的指数(对于NFW暗晕,D=1;对于有核心的暗晕,D=2)。那么,我们证明,两星族半光半径之比的D/2次幂必须小于视线方向速度弥散度之比。针对玉夫座矮椭球星系的特例,我们发展了一种用Michie-King分布函数同时拟合两个星族的技术。这使我们能够在0.2至1.2 kpc的径向范围内以前所未有的精度确定玉夫座矮椭球星系的质量轮廓。我们证明,有核心的暗晕模型优于有尖峰的暗晕模型,似然比检验在任何高于0.05%的显著性水平上都拒绝NFW模型。更令人担忧的是,最佳拟合的NFW模型要求浓度参数c<20,这不在宇宙学上对矮星系所偏好的范围内。我们得出结论,矮椭球星系中多个星族的运动学为星系形成理论提出了一个实质性的新挑战,现有证据的权重强烈反对中心存在暗物质尖峰。

关键词

引用

@article{arxiv.1106.1062,
  title  = {Dark Matter Cores and Cusps: The Case of Multiple Stellar Populations in Dwarf Spheroidals},
  author = {N. C. Amorisco and N. W. Evans},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1106.1062},
  year   = {2015}
}

备注

MNRAS, accepted, 14 pages, 11 figures