银河系矮卫星星系的暗物质晕性质：对卫星星系化学动力学演化的启示及对 $\Lambda$CDM 的挑战
星系天体物理
2023-06-30 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
阐明银河系矮卫星星系中的暗物质密度剖面，对于理解暗物质本质及卫星星系自身的演化都至关重要。本工作中，我们给出银河系超暗矮星系(UFD)与弥散星系中暗物质密度的当前约束。将我们构建的非球质量模型应用于当前可用的25个UFD与2个弥散卫星的运动学数据，我们发现尽管多数星系在推断的暗物质密度剖面上存在巨大不确定性，但Eridanus~II、Segue~I和Willman~1即便考虑先验偏置效应仍倾向于尖核中心剖面。我们在150~pc处暗物质密度与近心点距离平面上将结果与模拟子晕比较。我们发现多数观测卫星与模拟子晕在该平面上分布相似，除Antlia~2、Crater~2和Tucana~3密度不足十分之一。尽管存在显著潮汐效应，常用子晕寻找器探测到的子晕难以解释如此巨大的偏离。我们也估算了卫星的动态质光比，并确认该比值与恒星质量和金属丰度相关。Tucana~3严重偏离这些关系，却遵循质量-金属丰度关系。这表明Tucana~3具有核状暗物质晕，尽管其比值存在显著不确定性。
引用
@article{arxiv.2206.02821,
title = {Dark matter halo properties of the Galactic dwarf satellites: implication for chemo-dynamical evolution of the satellites and a challenge to $\Lambda$CDM},
author = {Kohei Hayashi and Yutaka Hirai and Masashi Chiba and Tomoaki Ishiyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.02821},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 13 figures, accepted for publication in ApJ