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超弥散星系中的DHOST引力——第二部分:NGC 1052-DF4与Dragonfly 44

广义相对论与量子宇宙学 2023-05-31 v1

摘要

超弥散星系是具有相当多样性质的引力系统。一方面,我们有如DF2和DF4这样的例子,二者均由Dragonfly阵列望远镜观测,声称高度缺乏暗物质。另一方面,我们也观测到暗物质主导的UDG,如DF44,估计有 99%99\% 为暗物质。这种多样的行为对于标准暗物质范式和引力修正理论都可能是一个问题。此处我们考虑属于退化高阶标量张量理论家族的一种修正引力理论,来研究DF4和DF44的内部运动学。所选模型的特殊性在于其Vaishtein屏蔽机制的部分破缺,使其不仅可能在宇宙学尺度上,也可能在天体物理尺度上产生影响。我们考虑两种不同可能:一是模型仅扮演暗能量角色;二是其也可能模拟某种有效暗物质。我们得到了相互冲突的结果。对于DF4,我们确认星系动力学甚至可能仅由恒星成分成功描述,且至少在所探测尺度上暗物质含量相当低。此外,我们表明DHOST模型与数据完全一致,且在统计上等价于标准广义相对论暗物质情形,其甚至可能替代暗物质。相反,DF44在广义相对论和我们的DHOST模型中均需要暗物质。当后者仅被视为宇宙学暗能量流体时,其在统计上完全可靠且等价于广义相对论。但当我们试图用它替代暗物质时,尽管对数据拟合良好,理论参数的约束与来自恒星尺度更严格探针推导的结果尖锐矛盾。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.08839,
  title  = {DHOST gravity in Ultra-diffuse galaxies -- Part II: NGC 1052-DF4 and Dragonfly 44},
  author = {Enrico Laudato and Vincenzo Salzano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.08839},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 3 tables, 5 figures. Comments are welcome