螺旋与棒旋星系中的波暗物质

我们在具有波暗物质（Wave Dark Matter, WDM）背景（也称为标量场暗物质（Scalar Field Dark Matter, SFDM）、超轻轴子（Ultra-Light Axion, ULA）暗物质和玻色-爱因斯坦凝聚（Bose-Einstein Condensate, BEC）暗物质）的盘星系模拟中恢复了螺旋与棒旋图案。本文展示了当允许暗物质晕具有三轴形状和角动量时，重子盘与其暗物质晕之间的相互作用如何触发螺旋结构的形成。在WDM模型内，这是一个更真实的图景，因为非球形旋转晕似乎更自然。通过进行流体动力学模拟以及早期的测试粒子模拟，我们展示了波暗物质与观测一致的另一个重要方式。这些模拟中棒的普遍存在尤其值得注意。这在试图获取星系中暗物质分布信息时可能产生影响，仅仅螺旋臂或棒的存在通常表明重子物质主导中心区域，因此诸如旋转曲线等观测可能无法告诉我们晕中心的暗物质分布。但在此我们表明，螺旋臂和棒可以在具有中心密度核的暗物质主导星系中发展，而无需假设其起源于重子物质的内在机制。