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模糊暗物质动力学摩擦:由动力学加热引起的球状星团停滞

星系天体物理 2026-04-08 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们在 galpy 框架中提出了模糊暗物质(FDM)动力学摩擦的一种新实现,使得球状星团(GCs)的轨道积分能够覆盖广泛的晕与星团质量比和玻色子质量范围。在这一替代暗物质情景中,动力学摩擦因 FDM 密度颗粒诱导的加热而减弱甚至被抑制。我们进一步量化了重子物质和孤子核——星系中 FDM 的自然产物——在轨道衰变效率和球状星团长期存活中的作用。与冷暗物质(CDM)范式的最大偏差出现在矮星系领域,其中 FDM 动力学摩擦可以在一个哈勃时间内停滞球状星团的旋进,从而阻止它们沉入星系中心并终止经典的星系吞噬星团过程。重要的是,我们仅基于 FDM 的摩擦模型应被视为保守的下界,因为真实 FDM 孤子核的纳入只会通过孤子核停滞进一步增强球状星团的存活。这种停滞机制不仅保留了在 CDM 中原本会被抹除的原位星团群体,而且强烈抑制了原位与外源星团的混合,从而产生球状星团的双模径向分布。我们的结果表明,球状星团系统的人口统计编码了矮星系中 FDM 的独特动力学特征。这些预测为利用即将到来的欧几里得 DR1 对河外球状星团的观测来约束玻色子质量参数开辟了新途径,同时为长期存在的 Fornax 计时问题提供了自然解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.00927,
  title  = {Fuzzy dark matter dynamical friction: stalling of globular clusters induced by dynamical heatings},
  author = {Adrian Szpilfidel and Pierre Boldrini and Jo Bovy and Paola Di Matteo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00927},
  year   = {2026}
}

备注

13 pages, 9 figures. Accepted by A&A