球状星团中平坦的速度弥散剖面：牛顿潮汐还是修正引力？

在过去几年中，多项观测研究证实了各种邻近球状星团中恒星径向速度弥散剖面的平坦化。随着投影径向坐标的增加，会出现一个半径，超过该半径后，测得的速度弥散不再下降并稳定在一个固定值 $\sigma_{\infty}$。在牛顿引力框架下，这通过 invoking 银河系整体势能对所述球状星团外部结合较松散恒星的潮汐加热来解释。从修正引力理论的角度来看，这种外部平坦化是在跨越临界加速度阈值 $a_{0}$ 时预期的，超过该阈值后，预计会过渡到 MOND 动力学，此时平衡速度不再是距离的函数。在本文中，我们试图通过严格的实证方法考察上述竞争解释的合理性，从而区分它们。我们利用通过恒星种群建模精确计算的质量（因此独立于任何动力学假设、距离、尺寸和轨道测定）确定了 16 个球状星团样本的牛顿潮汐半径。我们表明，它们在近银心点的牛顿潮汐半径通常比速度弥散剖面发生平坦化的半径大，平均倍数高达 4 倍。虽然这一点使牛顿潮汐解释受到怀疑，但研究发现，观测到平坦化的平均半径与跨越 $a_{0}$ 阈值的半径相关，且 $\sigma_{\infty}$ 值与总质量的四次方根成比例，这些都是修正引力理论预测的特征。