暗物质晕中热力学平衡的可能证据

通过从 THINGS 的旋转速度数据推导出八个星系的密度轮廓和引力势函数，我们发现在暗物质晕的广大区域中，密度随引力势呈指数衰减。这种行为与单组分等温玻尔兹曼气体的行为一致，并表明在这些区域中，用玻尔兹曼气体对暗物质进行有效描述是可能的。这可能意味着暗物质自相互作用在强度和数量上足以在这些区域导致热平衡。我们写下了玻尔兹曼气体描述的动力学和边界条件，并考察了其一些定性和定量推论。该动力学系统的解由三个有量纲参数决定，并在发现类玻尔兹曼行为的区域为旋转速度数据提供了合理的拟合。与通常的曲线拟合方法不同，我们不假设暗物质密度轮廓的具体形式，也不要求对星系重子含量的详细了解。