展平与保持陡峭——通过重子与自相互作用效应创造多样的旋转曲线

星系旋转曲线是任何宇宙学模型的基本约束。我们使用受控的星系N体模拟，在无碰撞冷暗物质（CDM）与具有自相互作用暗物质（SIDM）成分的两种情形下，研究重子的引力效应。我们特别考察了速度范围在Vmax = 30-250 km/s内的旋转曲线的内部轮廓，已发现其多样性超过了Lambda-CDM图景的预测。我们发现，观测旋转曲线的弥散度超过了仅由暗物质质量-浓度关系所预测的CDM或SIDM模型中的弥散度。然而，允许现实的重子含量和空间分布有助于创造出多种多样的旋转曲线形状；在自相互作用情形下，由于其特征性的核心轮廓比CDM更能容纳缓慢上升的旋转曲线，这与观测结果更为吻合。我们找到了对两个具有相似Vmax的最显著异常值——UGC 5721和IC 2574——的单独拟合，前者为尖峰状旋转曲线，后者则是一个看似8 kpc的核心轮廓。SIDM中的这种多样性源于过度集中的晕与致密重子分布的组合，对比于低密度晕与延展重子盘的组合。SIDM的解决方案很有前景，其可行性最终取决于晕质量-浓度关系的采样及其与重子轮廓的相互作用，这强调了需要更好地理解当前观测样本中存在的极端异常值的出现频率。