矮星系中暗物质的加热效应

由爆发式恒星形成驱动引力势涨落，可在动力学上“加热”矮星系中心的暗物质。此类模型的一个关键预测是：在固定暗物质晕质量下，恒星质量较高的矮星系具有较低的中心暗物质密度。我们利用恒星运动学与HI气体旋转曲线，推断了八颗矮椭球星系与八颗矮不规则星系的内区暗物质密度，这些星系具有广泛的恒星形成历史。对所有星系，我们估计了在150pc共同半径处的暗物质密度$\rho_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})$。我们发现样本矮星系可分为两类截然不同的群体。那些在6吉年以上停止形成恒星的星系倾向于中心密度$\rho_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})>10^8\,{\rm M}_\odot\,{\rm kpc}^{-3}$，与冷暗物质尖点一致；而具有更延长恒星形成的星系倾向于$\rho_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})<10^8\,{\rm M}_{\odot}\,{\rm kpc}^{-3}$，与较平缓的暗物质核一致。利用丰度匹配推断落入前晕质量$M_{200}$，我们表明这种二分法与暗物质被爆发式恒星形成加热的模型高度吻合。特别地，我们发现$\rho_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})$随恒星质量与晕质量比$M_*/M_{200}$的增加而稳步下降。我们的结果表明，在主导阶上，暗物质是一种冷的、无碰撞的流体，可在动力学上被“加热”并发生重新分布。