利用恒星光的层级构建检验冷暗物质模型
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
（摘要删节）我们证明了结构层级增长的基本原理直接导出了星系群和团中恒星分数（fstar）与总系统质量（M500）之间相关性的一个稳健且可证伪的预测。这一预测相对不依赖于重子物理细节或宇宙学参数。具体而言，如果 fstar-M500 关系固定且不随红移演化，冷暗物质（CDM）模型预测该关系的对数斜率为 b>-0.3。若 fstar-M500 关系发生强烈演化，此约束可能会减弱，但这意味着必须在低红移处的星系群中就地形成更多恒星。保守地要求星系群中至少一半的恒星在 z=1 之前形成，演化模型给出的约束为 b>-0.35。由于观测到最大质量的星系团（M500=1E15 Msun）的 fstar=0.01，这意味着 M500=5E13 Msun 的星系群必须满足 fstar<0.03。Gonzalez 等人（2007）的近期观测表明存在更陡峭的关系，即星系群中 fstar>0.04，导致 b=-0.64。如果得到证实，这将排除结构层级形成模型：今天的星系团不可能由今天的星系群构建而成，甚至不可能由那些星系群的高红移前身天体构建而成。我们对这些数据及其他数据进行了仔细分析，以识别其测量中最重要的系统不确定性。虽然恒星质量和总质量的相关不确定性可能解释观测到的陡峭关系，但只有当观测到的星系群质量被系统性地低估时，数据才与理论一致。
引用
@article{arxiv.0801.0990,
title = {Testing Cold Dark Matter with the hierarchical buildup of stellar light},
author = {Michael L. Balogh and Ian G. McCarthy and Richard G. Bower and Vincent R. Eke},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.0990},
year = {2009}
}
备注
MNRAS, in press. 13 typeset pages