螺旋星系中暗物质的核型分布

我们提供 5 颗螺旋星系的 HI 数据，以及它们的 H-alpha 旋转曲线，用于推导这些天体中暗物质的分布。提出了一种从 HI 数据立方体中提取旋转曲线的新方法；该方法考虑了扭曲的存在，并最小化投影效应。得到的旋转曲线通过将其作为输入构建模型数据立方体并与观测数据进行比较进行测试：良好一致。相比之下，使用标准方法（如一阶矩分析）获得的旋转曲线构建的模型数据立方体测试失败。HI 旋转曲线与 H-alpha 数据良好一致，其中二者共存。此外，合并后的 H-alpha + HI 旋转曲线光滑、对称，并延伸至较大半径。旋转曲线被分解为恒星、气体和暗物质贡献，并推导出的密度分布与各种质量分布进行比较：具有中心密度核的暗 halo、$\Lambda$ 冷暗物质（$\Lambda$CDM）halo（NFW、Moore 模型）、HI 比例和 MOND。观测结果指向具有恒定密度核的 halo，其核大小 $r_{core} \sim r_{opt}$，中心密度大约随 $r_{core}^{-2/3}$ 比例增长。$\Lambda$CDM 模型（预测中心尖峰）与数据明显冲突。HI 比例和 MOND 无法解释所观察到的动力学：我们发现一些反例。