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MOND 中的 X 射线星系群与星系团质量轮廓:星系群尺度上无法解释的质量

天体物理学 2009-11-13 v3

摘要

尽管修正牛顿动力学(MOND)范式在无需暗物质(DM)的情况下成功解释了螺旋星系中重子分布与引力场之间观测到的巧合,但它仍然需要在 X 射线明亮系统中存在暗物质。在此,为了掌握这种暗物质的分布和重要性,从而了解其可能的形式,我们在 MOND 框架下解构了 26 个发射 X 射线系统的质量轮廓,其温度范围为 0.5 至 9 keV。我们首先计算作为半径函数的 MOND 动力学质量,然后减去已知的气体质量以及包含 cD 星系(M/LK=1M/L_K=1)的星系分量。接下来,我们测试所需的暗物质与实验探测极限(mν=2m_{\nu}=2 eV)下的普通大质量中微子的兼容性,其密度由 Tremaine-Gunn 极限给出。即使考虑到中微子密度在中心 100 或 150 kpc 内保持恒定且最大(这是该区域可能的中微子贡献的绝对上限),我们表明这些中微子永远无法解释该区域内所需的暗物质。这一发现自然得出的推论是,虽然星系团(T \ga\ga 3 keV)的大部分质量若普通中微子具有 2 eV 质量则可能得到解释,但星系群(T \lsim\lsim 2 keV)无法用 2 eV 中微子贡献来解释。这意味着,例如,星系团重子暗物质(CBDM, Milgrom 2007)甚至惰性中微子将为 MOND 中 X 射线发射系统的质量缺失问题提供更令人满意的解决方案。

关键词

引用

@article{arxiv.0709.0108,
  title  = {X-ray Group and cluster mass profiles in MOND: Unexplained mass on the group scale},
  author = {Garry W. Angus and Benoit Famaey and David A. Buote},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0709.0108},
  year   = {2009}
}

备注

13 pages, 8 figures, 1 table, accepted in MNRAS