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球状星团作为暗物质尖峰-核转变的探针

星系天体物理 2019-09-11 v2

摘要

矮星系中爆发式的恒星形成可以缓慢地将陡峭的暗物质尖峰转化为恒定密度核。我们探索了球状星团(GCs)保留这一转变的动力学记忆的可能性。为此,我们使用 nbody6df 代码模拟球状星团的动力学演化,包含恒星演化,并在静态和时变势场中绕转一个哈勃时间。我们发现,在核暗物质晕内绕转的球状星团,或处于经历尖峰-核转变的晕中的球状星团,其尺寸增长明显更大(Reff>10R_{\rm eff} > 10 pc),大于静态尖峰暗物质晕中的星团。它们还产生少得多的潮汐碎片。我们发现,历史尖峰-核转变最清晰的信号是存在带有潮汐碎片的 large GCs。然而,该效应较小,在真实星系中观测将具有挑战性。最后,我们将模拟的球状星团与玉夫座、NGC 6822、IKN 和人马座矮星系中观测到的球状星团族群进行定性比较。我们发现,这些矮星系中的球状星团系统上更大(Reff7.8\langle R_{\rm eff}\rangle \simeq 7.8 pc),且尺寸散布明显更大,甚于银河系中原位富金属球状星团和 M83 中正在形成的年轻大质量星团(Reff2.5\langle R_{\rm eff} \rangle \simeq 2.5 pc)。我们表明,矮星系中球状星团的尺寸、散布和存活都与它们在恒定密度核或经历尖峰-核转变的势场中演化一致,但与暗物质尖峰中不一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1906.04759,
  title  = {Globular clusters as probes of dark matter cusp-core transformations},
  author = {M. D. A. Orkney and J. I. Read and James A. Petts and Mark Gieles},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.04759},
  year   = {2019}
}

备注

14 pages, 10 figures