由矮椭球星系内部动力学看暗物质自相互作用

矮椭球星系对标准冷且无碰撞暗物质图景提出了众所周知的挑战:too-big-to-fail 问题,即矮椭球星系半光半径内观测到的质量与冷暗物质 N 体预言之间的不匹配;以及内部恒定密度核的暗示。尽管这些争议可能被重子物理和环境效应缓解,重新审视冷且无碰撞暗物质的标准旧识仍是一种引人入胜的可能。自相互作用暗物质或许是针对此类小尺度危机的成功提议。自相互作用使暗物质与重子分布相关联,从而在低面亮度星系中允许恒定密度核的存在。本文报道了在自相互作用暗物质范式下对银河系矮椭球星系 too-big-to-fail 的首次数据驱动研究。我们发现其对恒星运动学有良好描述,且与近期纯冷暗物质模拟的浓度-质量关系相容。在此浓度-质量关系内,银河系矮星系的一个子集可由 0.5–3 cm$^2$/g 的截面很好地拟合,而其他则指向大于 10 cm$^2$/g 的值。