超亮小矮星系的星系分布暗示偏离无碰撞冷暗物质范式
星系天体物理
2024-07-25 v1 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
阐明暗物质 (DM) 的本质是现代物理学的首要目标之一。本文提供了证据，暗示存在对无碰撞冷暗物质 (CDM) 范式的偏离。该现象源于使用哈勃空间望远镜 (HST) 测量的六个超亮矮星系 (UFD) 的径向星系分布。经过在尺度和中心密度上的简单归一化后，这六个 UFD 显示出相同的星系分布，其中心呈现平坦或核状。假设球对称性和各向同性速度后，Eddington 反演方法证明该观测分布与 CDM 粒子特有的势能不一致。在此假设下，观察到的星系轮廓的最内层斜率将 UFD 排除在 CDM 势能之外，其置信水平超过 97%。这些星系极低的星质量 (10**3-10**4 太阳质量) 防止了星系反馈对 CDM 势能形状的修改。其他关于观察到的核状解释因素，如偏离球对称性和各向同性、潮汐力以及所用 CDM 势能的具体形式，都因模拟和/或观测结果而不太可能。因此，证据表明暗物质粒子之间的碰撞或其他 CDM 的替代方案可能正在塑造这些星系。许多这些替代方案产生核状引力势能，与观察到的星系分布一致。
引用
@article{arxiv.2407.16755,
title = {The stellar distribution in ultra-faint dwarf galaxies suggests deviations from the collision-less cold dark matter paradigm},
author = {Jorge Sanchez Almeida and Ignacio Trujillo and Angel R. Plastino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.16755},
year = {2024}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters (ApJL)