星系无关的暗物质晕径向结构

对 SPARC 旋转曲线数据的星系无关径向缩放揭示了跨星系暗物质晕的共同结构。使用来自 153 个 SPARC 星系的全部 2693 个旋转曲线测量值，我们在统一的径向框架内分析数据，而不是将参数化晕模型拟合到单个系统。观测到的向心加速度 $g_{obs}$ 和重子加速度 $g_{bar}$ 之间存在经验关系。该关系的残差散布与观测不确定性一致，表明没有检测到内在的星系依赖性偏差。在重子加速度的启发下，通过 $r = r_0 r_{sc}$ 引入了一个缩放径向坐标 $r_{sc}$，其中 $r_0$ 由 $g_{bar} =2\times 10^{-12} m/s^2$ 定义。这种变换消除了星系间的缩放，并允许所有 SPARC 测量值在单个径向域内进行分析。在这种表示中，获得了加速度、暗物质质量、密度和圆周速度的经验径向分布。合并后的数据表明，暗物质效应在 $r_{sc} \approx 0.1$ 处开始出现，在 $r_{sc} \gtrsim 0.2$ 时暗物质占主导地位，暗物质质量随半径线性增长 $m_{DM}/M_{bar}$ = $(6.9 \pm 0.2)r_{sc} - (0.23 \pm 0.03)$，密度分布为 $\rho \propto r_{sc}^{-2}$，并且在 $r_{sc} > 0.2$ 时具有几乎恒定的统一旋转速度。结果表明，经验加速度关系反映了 SPARC 星系共有的径向暗物质结构。