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低加速度下径向加速度关系斜率的观测约束

星系天体物理 2020-12-17 v2

摘要

径向加速度关系(RAR)在局部将系统动力学推断的“观测”加速度与其重子物质分布所暗示的加速度联系起来。由星系旋转曲线示踪的该关系是一一对应的且散射极小,意味着仅通过测量例如恒星光或气体发射线示踪的密度剖面即可预测系统动力学。将该关系扩展到通常可由实际可观测运动学示踪物探测的加速度以下具有挑战性,尤其当考虑微弱发射重子(如假想的温热星系际介质)变得重要时。我们表明,在低加速度 regime,反演的 RAR 对具有比 gobsr1g_{\rm obs}\propto r^{-1}(对应比等温更陡的密度剖面——ρ(r)r2\rho(r)\propto r^{-2})更陡的“观测”加速度剖面的系统,预测出非物理的、下降的包裹重子质量剖面。若 RAR 等同于自然定律,此类加速度剖面不可能存在。我们应用此论点检验由旋转曲线导出的 RAR 向低加速度外推与星系-星系弱透镜、矮椭球星系恒星运动学和银河系外动力学测量的兼容性,完全独立于重子物质分布直接测量的不确定性。在所有情况下,我们发现数据微弱倾向于存在向更陡低加速度斜率的转折。银河系外部和弱透镜测量的改进与建模似乎是加强对 RAR 低加速度行为约束的最有前景途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.06700,
  title  = {Observational constraints on the slope of the radial acceleration relation at low accelerations},
  author = {Kyle A. Oman and Margot M. Brouwer and Aaron D. Ludlow and Julio F. Navarro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.06700},
  year   = {2020}
}

备注

11 pages, 8 figures (+appendices), v2 corrects a factual error in Sec. 2