遥远星系自转的最新观测及其对暗物质的启示
星系天体物理
2024-07-24 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
近期对高红移星系外围气体速度的测量表明，与邻近星系中近乎普遍平坦、不下降的自转曲线相反，在这些星系中，急剧下降的自转曲线可能很常见，甚至是普遍存在的。我们研究了这些推测的急剧下降自转曲线对暗物质在星系形成中所起作用的启示。利用一个成熟的计算机代码，从各种初始条件出发，模拟暗物质和重子物质一起坍缩的过程，并与观测到的自转曲线进行比较。一旦在重子物质中形成一个平滑的恒星盘，且其性质与观测到的高红移星系相似，计算出的自转曲线无一例外地在气体盘的大半径处都相对平坦。只有没有暗物质晕的模拟才能重现观测到的自转曲线。这意味着，如果高红移急剧下降的自转曲线被证实是普遍现象，那么这些星系形成的标准图景，即重子物质落入大质量暗物质晕的势阱中，必定是错误的，除非存在显著高于迄今观测到的速度弥散所提供的压力支撑。这也意味着，对于这些星系，低红移时的平坦旋转曲线必定是由于后来落入星系势阱的暗物质造成的，或者对于当代平坦旋转曲线，必定存在暗物质之外的其他解释。
引用
@article{arxiv.2401.13783,
title = {Recent Observations of the Rotation of Distant Galaxies and the Implication for Dark Matter},
author = {Alistair H. Nelson and Peter R. Williams},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.13783},
year = {2024}
}