慢转动玻色-爱因斯坦凝聚体与 12 个矮星系转动曲线的对比

我们汇编了 12 个矮星系的数据库，其光学（R 波段）与近红外（$3.6\mu m$）面亮度密度以及光谱转动曲线数据均可获得，以检验慢转动玻色-爱因斯坦凝聚体（srBEC）暗物质模型。我们旨在确立与观测相容的角速度范围（其上限由有限尺寸晕的要求界定），用该数据集检验模型拟合以及 BEC 晕参数 $\mathcal{R}$ 的普适性。基于其 $3.6\mu m$ 与 R 波段面亮度轮廓，并假设轴对称重子质量分布，我们构建了矮星系恒星成分的空间光度密度。我们采用截断盘模型构建气体成分。我们将由重子成分 M/L 比与 srBEC 参数（中心密度 $\rho_c$、静态 BEC 晕尺寸 $\mathcal{R}$、角速度 $\omega$）参数化的重子加暗物质联合模型拟合到转动曲线。6 个星系的 $3.6\mu m$ 面亮度表明存在核球与盘成分。$3.6\mu m$ 与 R 波段空间质量密度轮廓形状相似，与星系恒星质量不随波长变化一致。srBEC 模型在 $1\sigma$ 显著性水平内拟合了 12 个星系中 11 个的转动曲线，$\mathcal{R}$ 均值为 7.51 kpc，标准差为 2.96 kpc。这相比静态 BEC 模型拟合有所改进。对拟合良好的 11 个星系，允许有限尺寸 srBEC 晕的角速度均 $<2.2\times 10^{-16}$ 1/s。对于 BEC 粒子散射长度 $a\approx 10^6$ fm，BEC 粒子质量比静态情形约束稍好，为 $m\in[1.26\times10^{-17}\div3.08\times10^{-17}]$ eV/c$^2$。