银河系明亮卫星星系作为LCDM模型的明显失败
宇宙学与河外天体物理
2012-04-26 v2
摘要
我们利用Aquarius模拟表明，LCDM模型中星系质量暗物质晕内质量最大的子晕，与银河系最明亮的矮椭球星系的动力学严重不符。矮椭球星系的最佳拟合宿主星系Vmax均在12至25 km/s之间，而LCDM模拟预测至少有十个Vmax > 25 km/s的子晕。这些子晕在早期也是质量最大的之一，且其质量显著超过回溯至z ~ 10的紫外抑制质量。没有任何基于LCDM的银河系卫星族群模型能够解释这一结果。问题在于卫星星系的密度：匹配观测到的银河系光度函数是直接的，但这样做要求矮椭球星系拥有比观测值大约5倍的暗物质晕。除了难以解释这些致密、大质量子晕的缺失之外，明亮的银河系矮椭球星系的导出性质与LCDM预期之间存在基本矛盾。这些星系推断出的下落质量都近似相等，且远低于标准LCDM对具有其光度的系统的预测。因此，它们隐含的恒星形成效率跨越了两个多数量级，从0.2%到20%的重子转化为恒星，这与从更大质量星系中获得的预期形成鲜明对比。我们在LCDM框架内探索了这些问题的可能解决方案，并发现它们缺乏说服力。特别是，我们使用受控模拟证明，明亮矮椭球星系较小的恒星质量使得超新星反馈不太可能解释其推断出的低密度。
引用
@article{arxiv.1111.2048,
title = {The Milky Way's bright satellites as an apparent failure of LCDM},
author = {Michael Boylan-Kolchin and James S. Bullock and Manoj Kaplinghat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.2048},
year = {2012}
}
备注
18 pages, 10 figures; matches version published in MNRAS