暗物质星系的三维几何结构

中性氢层的厚度结合旋转曲线，可追踪暗物质的外层引力势。我们从HI气体的三维模型中估算螺旋星系的扭曲程度。特别地，扭曲以谐和密度波形式显式参数化。将该方法应用于NGC 891星系，该唯一能匹配观测结果的模型——尤其是平面之上大高度处的HI——包含强烈扭曲，且节点几乎与视线重合。这种高Z HI在最极端的速度通道中（即对应高旋转速度）并未观测到。这一模型能够解释，因为倾斜平面上的轨道并非圆形，而是椭圆形，其短轴指向星系平面。因此，在其最大高度处（即沿主轴上的位置）上的速度比平面上低30%。我们最终通过水动力学和引力方程，将模型化的垂直外层气体分布与暗物质相联系。若假设气体速度分散各向同性，则得出NGC 891星系暗物质halo几何非常扁平（q≈0.2），而若垂直速度分散小于径向分散，则暗物质halo将较不扁平（q≈0.4-0.5）。然而，两者都暗示暗物质具有耗散性或已受气体动力学的强烈影响。