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解缠 gamma-beta:基于球 Jeans 分析的四阶速度矩

星系天体物理 2025-02-21 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

由于质量-各向异性简并的存在,区分暗物质晕的核心与尖突变得复杂,其中速度各向异性 (β\beta) 和内部密度斜率 (γ\gamma) 的各种组合会产生相似的观测特征。我们构建了一个包含四阶速度矩的动力学模型来缓解这一挑战。四阶速度矩的引入使得恒星的视线速度分布 (LOSVD) 更加灵活。这种灵活的 LOSVD 可以覆盖从薄尾到重尾的分布,而这在仅考虑二阶矩时是无法实现的。我们在四个具有各向同性轨道 (β=0\beta = 0) 的模拟星系上测试了该模型:两个在速度弥散方面类似于矮椭球星系,两个类似于超微弱矮星系。每个类别中包含一个具有尖突 NFW 轮廓的星系和一个具有核心密度轮廓的星系。结果表明,全局速度弥散与速度误差之比 σlos,global/δvlos4\sigma_{\rm los,global} / \delta v_{\rm los} \gtrsim 4 对于避免因四阶矩对 LOSVD 尾部高度敏感而产生的系统偏差至关重要。在满足该速度比条件的情况下,我们的模型能可靠地恢复 dSph 模拟星系中的 γ\gamma,真实值在 1σ\sim 1\sigma 范围内被恢复,并强烈排除了核心 dSph 模拟星系的尖突 NFW 轮廓。然而,由于 UFDs 本征速度弥散较低,恢复其密度轮廓仍具有挑战性。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.12671,
  title  = {Disentangling gamma-beta: the 4th-order velocity moments based on spherical Jeans analysis},
  author = {Dafa Wardana and Masashi Chiba and Kohei Hayashi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12671},
  year   = {2025}
}

备注

25 pages, 14 figures. Accepted for publication in ApJ