超轻暗物质与银河系矮卫星星系不相容
宇宙学与河外天体物理
2020-04-15 v2 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
矮星系的密度剖面高度多样化。若暗物质是诸如轴子之类的超轻粒子,则模拟预言一种独特且唯一的剖面。若轴子质量足够大以拟合超暗矮(UFD)卫星星系( eV),则模型无法拟合Fornax和Sculptor的密度剖面,并被超过置信度排除。若轴子质量处于可拟合Fornax和Sculptor矮球状星系质量剖面的质量区间,则其延展的剖面意味着UFDs具有巨大质量()。这些UFDs的大质量由动力学摩擦论证以超过置信度排除。考虑到UFDs的恒星形成历史和恒星质量,这一张力会进一步加剧。除非未来带重子反馈的超轻暗物质(ULDM)模拟显示暗物质晕密度结构显著改变,当前数据与ULDM图景不相容。放宽经典矮星系的斜率约束将导致排除质量小于 eV的ULDM。
引用
@article{arxiv.1906.11848,
title = {Ultra-light Dark Matter is Incompatible with the Milky Way's Dwarf Satellites},
author = {Mohammadtaher Safarzadeh and David N. Spergel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11848},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in ApJ main journal