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孤子随机游走与超轻暗物质中的星团剥离问题

星系天体物理 2020-05-27 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

质量约 1022eV10^{-22}\,\rm eV 的超轻玻色子暗物质的模拟展现出丰富的波动状结构,包括在周围晕内有一个孤子核,该晕在德布罗意尺度上持续自干涉。我们在此表明,作为一个内在后果,孤子在晕势阱底部经历受限随机游走。这对于玉夫座 II 中古老的中心星团的命运具有重要意义,因为受扰动的孤子会在约 100Myr\sim 100\,\rm Myr 的时间尺度上引力性地将星团晃进晃出孤子,从而完整的潮汐瓦解可在约 1Gyr\sim 1\,\rm Gyr 内发生。这一破坏性效应可通过玉夫座 II 晕的潮汐剥离来缓解,从而依其绕银河系轨道的不同而减小扰动。我们的模拟表明银河系潮汐影响晕远甚于孤子,因此若星团在显著晕剥离之后形成,它可在孤子内存活超过 5Gyr5\,\rm Gyr

关键词

引用

@article{arxiv.1912.09483,
  title  = {Soliton Random Walk and the Cluster-Stripping Problem in Ultralight Dark Matter},
  author = {Hsi-Yu Schive and Tzihong Chiueh and Tom Broadhurst},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.09483},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in Phys. Rev. Lett. 6 pages, 4 figures