基于 Gaia DR3 K 型星的高斯过程局部暗物质密度估计

局部暗物质密度为暗物质模型提供约束，对希望在实验室中探测暗物质粒子的实验至关重要。广泛的调查数据正在催生更复杂的物理建模和更 sophisticated 的统计分析，尤其是为了处理相关不确定性。在本文中，我们进行垂直 Jeans 分析，包括对倾斜项的局部近似，使用来自 Gaia DR3 目录的 20 万颗 K 型星样本。结合 Survey-of-Surveys（SoS）目录，我们其中 16 万 888 颗星拥有径向速度测量值。我们将高斯过程用作径向速度和垂直速度协方差矩阵的先验。通过几何变分推断，对局部暗物质密度和速度矩后验分布的联合推断。我们发现局部暗物质密度为 ${\rho_\mathrm{dm = 0.0117 \pm 0.0035\, \mathrm{M}_\odot\,\mathrm{pc}^{-3} = 0.44 \pm 0.13\, \mathrm{GeV}\,\mathrm{cm}^{-3}}}$ 位于太阳位置，这与大多数其他近期分析结果一致。通过比较 ($z$-依赖性) 高斯过程先验与 ($z$-独立) 标量先验对倾斜项的影响，我们量化了其对局部暗物质密度估计的影响，并认为需要仔细建模才能消除系统偏差。