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利用脉冲星加速度对银河卫星星系进行质量测量

星系天体物理 2025-12-12 v1

摘要

银河系卫星矮星系的属性对于检验我们银河系形成模型具有重要意义,并以此类推测 various宇宙学理论。近期测量银河系卫星矮星系质量的努力依赖于银河系盘和 halo 中星星的运动和位置,这些星星因卫星星系的穿越而受到扰动。鉴于银河系中存在众多导致星星观测失衡的已知过程,这些动力学方法受限于难以仅识别特定卫星星系引起的扰动。我们提出了一种新方法,用于确定两颗银河系卫星星系——巨型星云(LMC)和银河矮星系(Sgr dSph)——的质量,该方法仅使用来自太阳附近毫秒脉冲星的直接、瞬时加速度数据。由于LMC和Sgr dSph绕银河系运行,导致盘结构出现波状扭曲,以及暗物质 halo 和束缚性盘质心的大尺度偏移。这些两种效应导致太阳所在处盘中平面上下两侧出现的非对称加速度,这在脉冲星加速度数据中得到观察。值得注意的是,这种非对称性的�幅被证明取决于运行卫星星系的质量。我们对包含不同卫星星系质量的模拟网格进行分析。我们发现,对于LMC,在当前时刻位于潮汐半径内包围的总(暗物质+原子质量)为 4.1±1.0×10104.1 \pm 1.0 \times 10^{10} M_\odot,半径为16.6 kpc;对于Sgr的质量为 3.5±2.4×1083.5 \pm 2.4 \times 10^8 M_\odot,半径为5 kpc。这些结果与之前对这些天体质量测量结果 generally 一致且具有竞争力,但首次完全独立于任何星际运动学数据。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.10883,
  title  = {Weighing the Milky Way's Satellite Galaxies Using Pulsar Accelerations},
  author = {Thomas Donlon and Sukanya Chakrabarti and Jason A. S. Hunt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.10883},
  year   = {2025}
}

备注

Submitted to PRD. Abstract shortened for arXiv. Comments welcome!