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仙女座矮星系的质量模型:仙女座 VI 和仙女座 XXIII

星系天体物理 2025-05-20 v3

摘要

精确描绘低质量矮椭球星系的质量轮廓使我们能够检验暗物质模型的预测。迄今为止,此类分析主要针对银河系卫星星系进行。与此同时,仙女座星系拥有 35 个已知的矮星系,但至今只有两个成功建立了质量模型。为了更深入地理解暗物质的性质,有必要对本星系群矮星系进行更全面的研究。在本研究中,我们对两个光度较高的仙女座矮星系进行了动力学研究:仙女座 VI 和仙女座 XXIII。我们推断出仙女座 VI 的包络质量为 M(r << rh_{h}) = (4.9 ±\pm 1.5) ×\times 107^{7} M_{\odot},对应的质光比为 [M/L]rh[M/L]_{r_{\rm{h}}} = (27.1 ±\pm 8.2) M_{\odot}/L_{\odot}。我们推断出仙女座 XXIII 的包络质量为 M(r << rh_{h}) = (3.1 ±\pm 1.9) ×\times 107^{7} M_{\odot},对应的质光比为 [M/L]rh[M/L]_{r_{\rm{h}}} = (90.2 ±\pm 53.9) M_{\odot}/L_{\odot}。利用动力学金斯模型工具 \gravsphere,我们确定了仙女座 VI 和仙女座 XXIII 在 150 pc 处的暗物质密度,发现 ρDM,VI\rho_{\rm{DM,VI}}(150 pc) = (1.4 ±\pm 0.5) ×108\times 10^{8} M_{\odot} kpc3^{-3}ρDM,XXIII\rho_{\rm{DM,XXIII}}(150 pc) = 0.5+0.4 0.3×108\substack{+0.4 \ -0.3} \times 10^{8} M_{\odot} kpc3^{-3}。我们的结果使仙女座 VI 成为第一个落入尖峰区的已建立质量模型的 M31 卫星星系。仙女座 XXIII 的密度较低,这意味着其中心暗物质密度更接近核球状,或者密度因潮汐作用而降低。这使得仙女座 XXIII 加入了一个不断增长的 M31 矮星系列表,这些矮星系的中心密度低于大多数银河系矮星系,也低于标准宇宙学模型中对孤立矮星系的预期。这可以用 M31 矮星系经历了比银河系矮星系更强的潮汐作用来解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.04475,
  title  = {Mass Modeling the Andromeda Dwarf Galaxies: Andromeda VI and Andromeda XXIII},
  author = {Connor S. Pickett and Michelle L. M. Collins and R. Michael Rich and Justin I. Read and Emily J. E. Charles and Nicolas Martin and Scott Chapman and Alan McConnachie and Alessandro Savino and Daniel R. Weisz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04475},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 16 figures. Accepted to MNRAS