星系旋转曲线的宇宙学约束

高分辨率N体模拟显示，冷暗物质（CDM）halo通过耗尽性层级聚类形成的结构在结构上呈现惊人的相似性。不论是 halo 质量、功率谱还是宇宙学参数，暗 halo 的密度轮廓都可以准确地通过缩放一个简单的两参数轮廓来拟合。这两个参数——可表示为每个 halo 质量和特征密度的参数——呈强相关。特征密度直接与宇宙在每个 halo 组装时刻的平均密度成正比。低质量 halo 具有更高的特征密度，这反映了它们的更高坍缩红移。我们使用这种 halo 结构来拟合大型星系盘旋转曲线的一组，表明标准冷暗物质（CDM）情景下形成的 halo 集中度过于高，无法与低表面亮度星系的旋转曲线相容。更不集中的 halo，例如在低密度、平坦CDM宇宙中形成的（$\Omega_0=0.3$, $\Lambda=0.7$），更符合这些观测结果。我们的拟合还表明，暗 halo 在所有半径上都很重要，其总质量与星系亮度强相关。这一模型为解释盘-halo 共谋以及Tully-Fisher关系在星系表面亮度上的缺乏依赖性提供了自然解释。