幽灵星系作为玻色-爱因斯坦暗物质的孤子

普通矮星系的大暗核无法用标准重粒子暗物质解释。这一谜题因发现一个非常大但几乎不可见、由暗物质主导的星系 Antlia II 绕银河系运转而加剧，该星系是通过用 {\t Gaia} 卫星追踪恒星运动发现的。尽管 Antlia II 质量低，其可见半径却是任何已知矮星系的两倍多，具有空前低密度的核心。我们表明，Antlia II 支持暗物质为玻色-爱因斯坦凝聚体的解释，其基态是一个稳定的孤子，核心半径由德布罗意波长给出。星系质量越低，德布罗意波长越大，因此质量最小的星系应具有密度最低的最宽孤子核。一个 $m_\psi \sim 1.1 \times10^{-22}$ eV 的极轻玻色子很好地解释了 Antlia II 的大尺寸和缓慢运动的恒星，并与从质量更大的矮星系较密核心推导出的玻色子质量估计一致。对于这一极轻玻色子，Antlia II 接近不确定性原理所允许的星系形成下限金斯尺度，因此预期存在其他例子，但不会有尺寸显著更大的。这一对矮星系神秘暗核的简单解释意味着暗物质是一种极轻玻色子，例如弦论中常见的轴子。