来自超高速星的对银河系暗物质晕与银心的联合约束

银河系的质量聚集历史可同时为空星系形成理论和基础宇宙学模型提供信息。因此，人们寻求对其重子物质和暗物质成分性质的观测约束。在此我们表明，超高速星（HVSs）原则上可提供此类约束。我们模拟了由 Sgr A* 引起的恒星双星潮汐瓦解所产生的HVS观测速度分布。考虑到与在更易观测区域推断一致的银心（GC）双星种群，只有当从GC到50 kpc的逃逸速度 $V_G < 850$ km/s 时，才能以 >5\% 的显著性水平对当前HVS数据做出拟合，而与包围的质量分布无关。当假设暗物质晕采用NFW物质密度剖面时，$V_G < 850$ km/s 的晕与 $\Lambda$CDM 模型中的预言一致，并且围绕 $M_{200} \sim 0.5-1.5 \times 10^{12}$ 太阳质量和 $r_s < 35$ kpc 的一部分模型也能重现银河系圆速度数据。仅HVS数据目前无法排除 $V_G > 850$ km/s 的势。最后，来自HVS数据对晕质量的具体约束高度依赖于假设的重子质量势。这一同时约束GC和暗物质晕性质的首次尝试主要受制于数据的匮乏和质量。尽管如此，它展示了我们方法的潜力，该方法有望通过ESA Gaia任务得到充分实现。