具有重子-声子耦合的超流体暗物质的唯象后果
宇宙学与河外天体物理
2018-09-19 v1 星系天体物理
广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
近来，一种新形式的暗物质被提出以自然重现星系中 Milgrom 定律经验成功的各个方面。暗物质粒子候选者为类轴子，质量在 eV 量级且具强自相互作用。它们在星系晕中心区域玻色-爱因斯坦凝聚为超流体相。超流体声子激发转而耦合重子并介导一附加长程力。对于合适的超流体状态方程选择，该力可模拟 Milgrom 定律。本文中我们通过重访存在扩展重子分布时的预期暗物质晕剖面，详细发展此类形式体系的一些主要唯象后果。特别地，我们展示了高低面亮度星系的旋转曲线均可被重现，且在大半径处质量较大的高面亮度星系有轻微上升的旋转曲线，从而与 Milgrom 定律有微妙差异。我们最终指出与 Milgrom 定律的其他预期差异，尤其在矮椭球卫星星系、潮汐矮星系与球状星团中，其 Milgrom 式或牛顿式行为取决于相对于宿主星系超流体核的位置。我们还预期星系团内的超弥散星系速度略高于重子 Tully-Fisher 关系。最后我们注意到，在此框架下光子与引力子遵循相同测地线，且星系-星系透镜(比旋转曲线探测星系晕内更大距离)应更接近标准宇宙学模型而非 Milgrom 定律的预言。
引用
@article{arxiv.1711.05748,
title = {Phenomenological consequences of superfluid dark matter with baryon-phonon coupling},
author = {Lasha Berezhiani and Benoit Famaey and Justin Khoury},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.05748},
year = {2018}
}
备注
20 pages