暗物质在星系质量-尺寸关系中的作用

多位作者指出的早型星系恒星质量与有效半径之间的观测关系，在 Clausius 维里极大理论的框架下进行了解释。在此观点中，我们着重强调上述相关性的关键在于宇宙学与星系基本面之间存在深层联系。其最终含义是：理解可见质量-尺寸相关性和/或基本面就意味着理解星系如何形成。质量-尺寸关系涉及重子（主要是恒星）质量及其与光相关的典型尺寸，但它保留了等价时代的宇宙学质量方差的记忆。原因在于重子成分通过在重子与暗物质之间大致均等地分配维里能量来实现维里化，而这种分配反过来又取决于暗物质分布的陡峭程度。总体策略是利用双成分张量维里定理来确定维里化的重子构型。在弛豫阶段结束时，分别假设内部重子成分和外部暗物质成分服从 King 和 Zhao 密度剖面。为简单起见，所有讨论均限于球对称情况。在 $\Lambda$CDM 情景下研究了改变暗物质-重子质量比 $m$ 的影响。为重子成分表达了理论上的质量-尺寸关系，该关系与最近研究的星系样本数据拟合得相当好。最后，在尖点/核心问题的背景下讨论了质量比 $m$ 的内禀弥散的作用，并推测了理论预期的极限 $m_l$ 的存在所带来的一些后果。