弱引力透镜径向加速度关系：利用KiDS-1000约束修正引力与冷暗物质理论

我们利用千度巡天(Kilo-Degree Survey)第四批数据释放的弱引力透镜测量，给出了孤立星系周围径向引力加速度的测量结果，将给定重子物质所预期的引力加速度与观测到的引力加速度进行了比较。这些测量将径向加速度关系(RAR)向低加速度区延伸了2个数量级，超出了可观测星系的外缘。我们将RAR测量结果与两种修正引力(MG)理论的预测进行了比较：MOND与Verlinde涌现引力。我们发现测得的RAR与MG预测吻合良好。此外，我们发现具有相同恒星质量的早型与晚型星系(按Sérsic指数与$u-r$颜色划分)的RAR之间存在至少$6\sigma$的差异。当前的MG理论所涉及的引力修正与其他星系性质无关，因而无法解释这一行为。若仅早型星系拥有显著的($\M_{gas} \approx M_*$)环星系气体晕，则该差异或可得以解释。在$\Lambda$CDM模型中，由于星系-晕质量关系依赖于星系形成历史，上述观测行为也是预期的。我们发现，采用混合晕占据分布建模与丰度匹配的$\Lambda$CDM模拟MICE能重现观测到的RAR，但与流体动力学宇宙学星系形成模拟BAHAMAS存在显著差异。我们的结果对环星系气体量敏感；当前的观测约束表明由此产生的修正可能较为温和。若星系周围重子质量分布的系统不确定性得以降低，未来宇宙学巡天的引力透镜RAR测量将能进一步区分MG与$\Lambda$CDM模型。