星系的延展恒星成分与暗物质性质

对星系的深场观测揭示了溪流、壳层和晕的微弱延展恒星成分(以下简称ESCs)。这是等级星系形成的自然预测，因为吸积的卫星星系被其宿主潮汐破坏。我们研究ESCs的全局性质是否可用于检验暗物质，推理认为它们应对低质量卫星的丰度敏感，从而对基础暗物质模型敏感。使用在受欢迎的冷暗物质(CDM)和温暗物质(WDM)模型($m_{\rm WDM}$=0.5,1,2 keV/$c^2$)中星系形成的宇宙学模拟，这些模型抑制低质量卫星的丰度，我们发现ESCs的运动学和轨道结构在各模型间一致。然而，正如预期，我们发现其空间结构存在显著差异——在更极端的WDM运行($m_{\rm WDM}$=0.5, 1 keV/$c^2$)中，相对于CDM运行，在~10%到~75%维里半径之间球平均质量密度下降了约10倍。这些差异与不同成分的质量组装历史一致，并且跨红移存在。然而，即使是差异最小的WDM模型也与当前对$m_{\rm WDM}$的观测限制不相容。重要的是，当改变基础暗物质时我们观察到的差异与我们在固定暗物质模型内期望的星系间变化相当。这表明仅使用ESC的未分辨空间结构来限制暗物质将是具有挑战性的。