FIRE 矮星系中的多样化暗物质分布：黑洞、宇宙射线与坡度-核对立面
星系天体物理
2025-05-30 v2 高能天体物理现象
摘要
矮星系历史上曾给冷暗物质 (CDM) 模型带来挑战，尽管通过纳米化过程已缓解了许多所谓的'矮星系问题'，但观察到的矮星系旋转曲线多样性仍是争议性话题。与此同时，日益增长的活跃星系核 (AGN) 在矮星系中的观测样本正在推动我们对矮星系演化认识的范式转变，传统上认为其由恒星反馈调节。本研究我们利用 FIRE-3 模型对矮星系进行新的一套 cosmological zoom-in 模拟，探讨了 AGN 反馈在塑造暗物质分布和增加矮星系旋转曲线多样性方面的潜在作用。我们的发现表明，矮星系中存在活跃黑洞 (BH) 可导致多样化的结果，从更尖锐的轮廓到更类似核的轮廓。这种可变性源于 BH 在提供额外反馈和调节恒星反馈范围方面的双重作用。与前期研究一致，我们发现在包含宇宙射线 (CR) 建模的情况下，AGN 反馈最具影响力，来自任何来源的 CR 对暗物质分布具有显著影响。总体而言，我们的结果表明，恒星反馈、BH 与 CR 之间的相互作用产生了广泛的暗物质密度轮廓，这些轮廓与观察到的旋转曲线形状与力学主导性之间的相关性相吻合。这一结果凸显了在矮星系模拟中纳入完整的纳米化过程范围的重要性，以解决 CDM 范式下持续存在的'小尺度挑战'。
引用
@article{arxiv.2409.02172,
title = {Diverse dark matter profiles in FIRE dwarfs: black holes, cosmic rays and the cusp-core enigma},
author = {Sophie Koudmani and Douglas Rennehan and Rachel S. Somerville and Christopher C. Hayward and Daniel Anglés-Alcázar and Matthew E. Orr and Isabel S. Sands and Sarah Wellons},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02172},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS, 23 pages, 10 figures