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星系盘中的压力支撑:对旋转曲线和暗物质密度轮廓的影响

宇宙学与河外天体物理 2015-05-19 v1

摘要

旋转曲线在假设观测到的旋转产生的向心力恰好平衡向内的引力这一前提下,约束了星系的基本质量密度轮廓。然而,大多数旋转曲线是利用气体的发射线测量的,而气体可能因压力而受到额外的力。在真实的星系盘中,气体压力随半径增加而下降,为盘提供了额外的径向支撑。因此,测得的切向旋转速度往往会滞后于测试粒子的真实圆周速度。气体压力主要由湍流主导,我们根据近期对气体速度弥散和面密度的估计来评估其可能的幅度。我们表明,在旋转曲线幅度与星际湍流特征速度相当的区域,压力支撑可能导致对底层暗物质晕的质量密度及其密度轮廓内斜率估计偏低。这些效应对旋转速度小于75公里/秒的星系可能显著,但在质量更大的星系中不太可能显著。我们发现压力支撑可以长期维持,因为气体转化为恒星导致的支撑减少会被气体的内流所补偿。然而,我们指出了评估星系中压力支撑重要性方面的许多不确定性。因此,尽管压力支撑可能缓解千秒差距尺度上旋转曲线观测与LambdaCDM之间的潜在矛盾,但目前不应将其视为确定的解决方案。

关键词

引用

@article{arxiv.1007.2535,
  title  = {Pressure Support in Galaxy Disks: Impact on Rotation Curves and Dark Matter Density Profiles},
  author = {J. J. Dalcanton and A. Stilp},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1007.2535},
  year   = {2015}
}

备注

Accepted to the Astrophysical Journal; 18 pages including 5 pages of figures