理解 LCDM 中矮星系旋转曲线的形状与多样性

矮星系旋转曲线的形状和多样性与 $\Lambda$ 冷暗物质 ($\Lambda$CDM) 宇宙学中的暗物质晕明显不一致。我们利用来自孤立矮星系模拟的模拟数据表明，这归因于三个主要效应。首先，恒星反馈加热暗物质，导致具有缓慢上升旋转曲线的“coreNFW”暗物质密度剖面。其次，若接近近期星暴，大的 HI 气泡将旋转曲线推离平衡，使旋转曲线形状变形。第三，当星系以近正面视角观测时，其最佳拟合倾角偏高。这可能导致非常浅的旋转曲线，虚假地暗示一个大的暗物质核。然而，通过改进质量模型与谨慎选择目标星系相结合，所有三个问题均可避免。将我们的 coreNFW 模型拟合到模拟旋转曲线数据，我们表明能在所述不确定度内恢复旋转曲线形状、暗物质晕质量 $M_{200}$ 和集中参数 $c$。我们将 coreNFW 模型拟合到四个孤立不规则矮星系的真实数据，所选星系涵盖广泛的旋转曲线形状。我们对 NGC 6822 和 WLM 获得了极佳拟合，对 $M_{200}$ 有严格约束，且 $c$ 与 $\Lambda$CDM 一致。然而，IC 1613 和 DDO 101 拟合很差。对于 IC 1613，我们表明这归因于非平衡及其不确定的倾角 $i$；对于 DDO 101，归因于其不确定的距离 $D$。如果我们假设 $i_{\rm IC1613} \sim 15^\circ$ 和 $D_{\rm DDO101} \sim 12$ Mpc，与当前不确定度一致，我们便能很好地拟合两个星系。我们得出结论：$\Lambda$CDM 似乎与矮星系旋转曲线极为吻合。