Comment on "Evidence for dark matter in the inner Milky Way"
这是对arXiv：1502.03821的简短反驳，arXiv：1502.03821声称提供了太阳圈内部暗物质的第一个观测证据。我们指出，这一结果并不新鲜，至少可以追溯到25年前。
2015-04-10 astro-ph.GA hep-ex hep-ph
Accretion History of the Milky Way Dark Matter Halo and the Origin of its Angular Momentum
在邻近星系的引力场模型中，进入银河系和大麦哲伦云的暗物质流产生了银河系暗物质晕的生长历史，最终的角动量大致在观测方向上，它在大麦云周围产生了类似于麦哲伦流的暗物质流。
2014-08-25 astro-ph.GA
Simulated Milky Way analogues: implications for dark matter indirect searches
我们研究高分辨率的流体动力学模拟银河系类型的星系内获得的“演化和组装的银河系及其环境”（EAGLE）项目，并确定那些最好的满足观测约束银河系的总恒星质量，旋转曲线，和星系的形状。与根据其总维里质量选择的模拟星系相反，如此确定的银河系类似物在太阳圈内始终表现出非常相似的暗物质轮廓，因此能够更准确地预测间接暗物质搜索。我们发现，特别是高分辨率的模拟晕满足观测的限制表现出，在内部的几个千秒差距，暗物质配置文件比那些需要解释所谓的费米GeV过剩通过暗物质湮灭浅。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark Matter in the Milky Way
我们回顾了大多数动力学的限制一般的螺旋星系的引力场，特别是银河系。这种限制对于确定星系中假定的暗物质晕的特征是至关重要的。对于银河系，我们审查的观测约束的内部部分（核心或尖状暗物质分布，最大磁盘或没有），在太阳附近（本地暗物质密度）和外部部分（维里质量和三轴形状的暗物质晕）。我们还指出了各种警告，系统性影响和当前的大不确定性。许多基本的参数，如当地的圆速度是知之甚少，证据的三轴性的暗晕是摇摇欲坠的，和不同的估计维里质量以及当地的暗物质密度变化至少有一个因素的两倍。然而，我们认为，目前最适合的本地暗物质密度，这应该被用作直接暗物质检测搜索的基准值，是0.5 GeV/cm 3的顺序。我们还解释了为什么在星系尺度上粒子暗物质的替代品仍然应该非常认真地考虑。
2015-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The low abundance and insignificance of dark discs in simulated Milky Way galaxies
我们调查的存在和重要性的暗物质光盘在24个模拟银河系星系的样本中的APOSTLE项目，在拉姆达CDM宇宙学的流体动力学模拟的EAGLE计划的一部分。有人认为，银河系中的暗盘可能会增加暗物质的密度，并改变相对于太阳位置的光滑晕的速度模量，这对直接探测实验产生了影响。从暗物质的运动学分解和所有24个晕的真实空间分析，我们发现，只有一个模拟的银河系类似物具有可检测的暗盘组件。这一独特的事件是由一颗LMC质量的卫星在很低的掠射角下与一颗LMC质量的卫星合并造成的。考虑到即使是这种罕见的情况下，只增加了35%的暗物质密度在太阳半径和影响的高能量尾部的暗物质速度分布不到1%，我们得出结论，在银河系中的暗盘的存在是不太可能的，是非常不可能有一个显着的影响直接检测实验。
2016-06-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Simulated Milky Way analogues: implications for dark matter direct searches
我们研究星系形成的影响暗物质直接检测使用高分辨率的流体动力学模拟的银河系内模拟的鹰和APOSTLE项目。我们确定的银河系类似物，满足银河系的自转曲线和恒星总质量的观测约束。然后，我们提取的暗物质密度和速度分布在太阳附近的这套银河系的类似物，并使用它们来分析目前的直接检测实验的结果。对于大多数银河系类似物，从最佳拟合麦克斯韦分布（峰值速度为223 - 289 km/s）获得的直接检测实验中的事件率与直接从模拟中获得的事件率相似。因此，在低暗物质质量下，与标准晕模型相比，在暗物质质量和自旋无关横截面平面中通过直接检测实验设置的允许区域和排除限制移动了几个GeV。对于每个暗物质质量，局部暗物质密度的晕到晕变化导致截面的允许区域和排除限制的整体移位。然而，DAMA和CDMS-Si的暗物质信号的可能暗示与LUX和SuperCDMS的零结果的兼容性没有得到改善。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark matter neutrinos: A proposed mechanism for the stellar rotational velocity curve of the Milky Way
观测到的银河系自转速度曲线与当前引力动力学理论的不一致是有据可查的。这条曲线意味着存在着比可观测到的质量大得多的物质，即暗物质。目前的模型估计暗物质的数量约占总物质的85%。本文探讨了相对论中微子作为暗物质的一个潜在来源，并提出了一个粗糙的双星吸积模型机制，在银河系的中心，他们的生产。结果表明，这是符合目前的引力理论，银河系的观测速度曲线和当前的估计比例的暗物质重子物质的85%的顺序。
2020-06-30 astro-ph.GA
Implications of Milky Way Substructures for the Nature of Dark Matter
我们研究了如何间接观察银河系中的暗物质子结构，利用最近的恒星流研究，转化为不同的暗物质模型的约束。特别是，我们使用的测量数量的黑暗subhalos在质量范围$10^7-10^9\,{\rm M_{\odot}}$约束修改subhalo质量函数相比，冷暗物质的情况。我们分别得到了暖暗物质和模糊暗物质粒子质量的下界$m_{\rm WDM} > 3.2\,{\rm keV}$和$m_{\rm FDM} > 5.2\times 10^{-21}\,{\rm eV}$。当暗物质耦合到一个黑暗的辐射浴，我们发现，动力学解耦必须发生在温度高于$T_{\rm kd} > 0.7\,{\rm keV}$。我们还讨论了恒星流观测的未来前景。
2020-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Endothermic self-interacting dark matter in Milky Way-like dark matter haloes
本文提出包含近简并激发态的吸热自相互作用暗物质模型，通过模拟银河系大小晕发现，向上散射会增加主晕中心密度，但弹性和向下散射仍导致成核，且子晕数量较冷暗物质减少。
2024-05-28 astro-ph.GA hep-ph
Dark Matter distribution in the Milky Way: microlensing and dynamical constraints
我们表明，目前的微透镜和动力学观测的银河系允许设置有趣的约束暗物质的局部密度和档案的斜率向银河系中心。假设最先进的模型的重子在银河系中的分布，我们发现，最常见的讨论暗物质配置文件（即Navarro-Frenk-White和Einasto）是一致的微透镜和动力学观测，而极端的压缩配置文件被强烈排除。当采用一个重子模型，同时也包括对气体的描述时，我们的分析提供了一个局部暗物质密度的确定，在1σ处ρ_0=0.20-0.56 GeV/cm ^3，这与文献中基于不同技术的估计是一致的。
2011-11-17 astro-ph.GA hep-ph
Dark Halos of M31 and the Milky Way
结合星系盘自转速度和卫星星系、球状星团的径向速度，构造了M31和银河系~400 kpc范围内的大自转曲线。银河系的GRC是使用最新的太阳自转速度修订的。通过最小卡方拟合，将导出的GRC解卷积为de Vaucouleurs凸起、指数盘和具有Navarro-Frenk-White（NFW）密度分布的暗晕。最佳拟合参数的比较揭示了两个星系的盘和凸起的相似性，而M31的暗晕质量被发现是银河系的两倍。我们表明，NFW模型可能是一个现实的近似观察到的黑暗晕在这两个巨大的螺旋。
2015-04-21 astro-ph.GA
Dark-matter decays and Milky Way satellite galaxies
我们考虑约束的现象学暗物质模型，包括两个近简并粒子物种使用银河系卫星星系人口的观测特性。假设粒子质量>~ GeV，这个模型的两个参数是子粒子的反冲速度v_k和母粒子的寿命τ。覆盖v_k最大范围的卫星约束是质量在300 pc M300 > 5 x 10^6太阳质量范围内的卫星数量，尽管基于经典矮星M300和总速度函数的约束在v_k >~ 50 km/s时具有竞争力。一般来说，我们发现τ <~ 30 Gyr在20 km/s <~ v_k <~ 200 km/s的情况下被排除，尽管我们发现对于固定的v_k，τ的限制可以根据卫星的恒星形成历史以~3的因子改变约束。我们主张使用下一代全天巡天和后续光谱学确定的银河系卫星中M300的分布作为暗物质性质的探测器。
2010-09-09 astro-ph.GA hep-ph
Tidal Imprints Of A Dark Sub-Halo On The Outskirts Of The Milky Way
我们提出了一个新的分析所观察到的扰动的银河系HI盘推断存在一个黑暗的子晕潮汐与银河系盘相互作用。我们使用高分辨率的光滑粒子流体动力学（SPH）模拟研究扰动暗子晕和银河系的气体盘之间的潮汐相互作用。我们将我们的结果与所观察到的银河系HI图进行比较，发现平面扰动的傅立叶振幅最适合于扰动暗子晕，其质量是银河系的百分之一，近心距为5千秒差距。这种最佳拟合的傅立叶模式发生后的动力学时间近心的方法，当扰动是90千秒差距从银河系中心。我们的分析代表了一种新的方法来间接表征黑暗的子晕的潮汐引力印记，他们离开的气体盘的星系。我们还阐明了抛物轨道的一个基本性质。我们表明，在一定的条件下，可以打破退化之间的质量的扰动和近心距离的潮汐力的评价-直接确定暗扰动，产生了所观察到的干扰的质量。
2009-09-29 astro-ph.GA
Motivations for a Large Self-Interacting Dark Matter Cross Section from Milky Way Satellites
我们探索银河系subhalos在自相互作用的暗物质模型中的性能为1至5厘米$^2$ g $^{-1}$使用高分辨率放大N体模拟的中等横截面。我们包括重子盘的引力势和与银河系相匹配的凸起，这对于获得准确的预测至关重要。1 cm和5 cm $^2$ g $^{-1}$模型预测的主晕内暗晕的数量和分布是相似的，并且只有在所有时间内峰值圆速度> 4.5 km/s的暗晕能够形成星系时，它们才与银河系卫星星系的观测结果一致。我们没有发现独特的签名在近中心分布的subhalos，可以帮助区分的模型。使用一个分析模型来扩展模拟结果，我们能够表明，在模型中的subhalos与1和5厘米$^2$ g $^{-1}$之间的横截面是不够密集，以匹配致密的超微弱和经典的矮球状星系在银河系。这促使速度依赖的横截面的值大于5厘米$^2$ g $^{-1}$在相关的卫星的速度，使核心崩溃会发生在一些超微弱和经典的矮椭球。
2022-11-07 astro-ph.GA hep-ph
A Preference for Cold Dark Matter over Superfluid Dark Matter in Local Milky Way Data
在星系尺度上，暗物质和重子之间存在着许多众所周知的相关性。这些相关性基本上可以包含在观测到的和重子加速度之间的简单标度关系中，历史上称为质量离散加速度关系（MDAR）。这种关系的存在促使许多理论试图通过调用重子上的额外基本力来解释这种相关性。标准的传说是，一个理论，减少到星系尺度上的MDAR，但行为像冷暗物质（CDM）在更大的尺度上提供了一个非常适合的数据，因为CDM是可取的星系团和以上的规模。然而，这一说法应该根据最近的结果进行修改，这些结果表明，再现MDAR的基本力受到当地银河系动力学和5-18 kpc之间的旋转曲线数据的挑战。在这项研究中，我们以超流体暗物质为例来验证这一说法。我们发现，一个标准的CDM模型是首选的静态超流配置文件假设一个稳态的银河系磁盘和讨论的鲁棒性，这一结论的不平衡效应。这种偏好是由于超流体模型过度预测了垂直加速度，即使在复制银河系旋转曲线时也是如此。我们的结果建立了一个重要的标准，任何暗物质模型必须满足银河系内。
2023-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Rotation Curve of the Milky Way and the Dark Matter Density
本文综述了银河系自转曲线的研究现状，提出了一个从银河系中心到银河系中心距离约100 kpc的统一自转曲线。用~RC直接计算表面质量密度（SMD）的分布.然后，我们提出了一种利用~SMD分布推导银河系~中暗物质密度分布的~方法。最佳拟合的暗晕轮廓产生$ρ_\odot = 0.36\pm 0.02$ GeV/cc的局部DM密度。我们还回顾了近十年来对局域DM密度的~估计，并指出~值在$ρ_\odot=0.39\pm 0.09$ GeV/cc处收敛到~值。
2020-04-29 astro-ph.GA
A Universal Distribution of Dark Matter in Milky Way-like galaxies and How to Infer It
Rutgers（罗格斯大学）；University of Surrey（萨里大学）
研究银河系类星系中暗物质的通用分布，通过简单坐标变换揭示其分布函数，利用运动学特征图和机器学习分类器验证，还能从贫金属星推断坐标变换参数，构建归一化流模型，后续将应用于相关巡天数据。
2026-07-15 astro-ph.GA hep-ph
Testing the Dark Matter Caustic Theory Against Observations in the Milky Way
我们测试一个特定的理论暗物质，其中暗物质轴子形成环“焦散线”在银河系的平面对银河系恒星的实际观测。根据这一理论，具有角动量的冷的、无碰撞的暗物质粒子在薄片上进出银河系。这些流动在最接近银河系中心的位置形成焦散环（在环的位置，流动的密度形式上是无限的）。我们表明，焦散环暗物质理论再现了一个大致对数晕，大扰动附近的环。我们表明，该理论可以合理地匹配所观察到的银河系的旋转曲线。我们探索焦散环的影响矮星系潮汐破裂使用N体模拟。特别是，模拟人马座矮星系潮汐破裂的腐蚀性环晕潜力匹配观测的尾随潮汐尾远至90千秒差距的银河系中心，他们不，但是，匹配领先的潮汐尾。焦散环、NFW或三轴对数晕都不符合所有数据。计算焦散环光环加速度的源代码已在NEMO Stellar Dynamics和Milkyway@home客户端存储库中公开提供。
2015-08-19 astro-ph.GA
Under the Firelight: Stellar Tracers of the Local Dark Matter Velocity Distribution in the Milky Way
盖亚时代为发现太阳系附近被破坏的卫星星系的残余物开辟了新的可能性。如果局部吸积星的数量与由同一合并产生的暗物质相关，那么就可以直接绘制出暗物质的分布图。使用两个宇宙学放大的银河系质量的星系的流体动力学模拟从Latte套件的火-2模拟，我们发现一个很强的相关性之间的速度分布的恒星和暗物质在太阳圈的吸积从发光的卫星。这种对应关系适用于暗物质，无论是放松或在运动学子结构称为泥石流，是一致的两个模拟主机与不同的合并历史。由于暗物质和恒星之间可能存在空间偏移，因此这种对应关系对于流来说更成问题。我们演示了如何重建的暗物质速度分布从所观察到的吸积恒星星族的属性，通过适当占个别合并贡献的恒星与暗物质的比例。在使用Fire-2模拟演示了这种方法之后，我们将其应用于银河系，并使用它来恢复与最近发现的太阳附近恒星碎片场相关的暗物质速度分布。基于盖亚的结果，我们估计，$42 ^{+26}_{-22}\%$的本地暗物质，是吸积发光合并是在泥石流。
2018-10-29 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Resonantly-Produced 7 keV Sterile Neutrino Dark Matter Models and the Properties of Milky Way Satellites
通过共振Shi-Fuller机制产生的无菌中微子可以说是最简单的模型，用于解释最近朝向一些包含暗物质的物体的未识别X射线线的暗物质起源。在这里，我计算出在这个机制中产生信号所需的确切参数。这些模型预测的小尺度结构的抑制与本星系群和高$z$星系数约束是一致的。非常重要的是，这些模型中产生完整的暗物质密度所需的参数满足了先前确定的要求，成功地匹配了银河系的总卫星丰度，卫星的径向分布和质量密度轮廓，或“太大而不能失败"的问题。“我还讨论了如何进一步精确测定候选无菌中微子暗物质的详细性质，可以探测夸克-强子跃迁的性质，这发生在暗物质生产过程中。
2014-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
To observe, or not to observe, quantum-coherent dark matter in the Milky Way, that is a question
近年来，玻色-爱因斯坦凝聚暗物质（BEC-DM）已成为标准、无碰撞冷暗物质（CDM）的流行替代物。这种BEC-DM -也称为标量场暗物质（SFDM）-可以抑制结构的形成，从而解决一系列玻色子质量的CDM的小规模危机。然而，这些相同的玻色子质量也意味着星系内BEC-DM子结构的影响，特别是在我们自己的银河系。BEC-DM亚结构的观测信号效应依赖于其独特的量子力学特征，并有可能揭示其存在。确定银河系中暗物质子结构的持续努力将在未来几年继续并大大扩展。在这篇文章中，我们将讨论一些现有的限制和潜在的新的BEC-DM对重子示踪剂的影响。研究银河系中的暗物质亚结构将很快解决这个问题，即暗物质在$\lesssim 1$ kpc尺度上的行为是经典的还是量子的。
2021-07-07 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
Testing Dark Matter and Modifications to Gravity using Local Milky Way Observables
银河系自转曲线通常被认为是暗物质存在的第一个有力证据。然而，即使存在暗物质晕，其他星系尺度的观测，如重子塔利-费舍尔关系和径向加速度关系，仍然很难解释。这激发了对引力的远距离红外修正，作为暗物质假设的替代方案，以及具有类似现象学的各种DM理论。一般来说，标准的传说是，任何简化为银河系尺度上的修正牛顿动力学（MOND）现象学的模型基本上解释了所有的银河系尺度观测值。我们提出了一个框架，以测试这一声明，使用当地的银河系观测，包括垂直加速度场，旋转曲线，重子表面密度，和恒星盘的配置文件。我们专注于预测重力标量放大的模型，即，增加幅度但不改变重力加速度方向的模型。我们发现，相对于简单的暗物质晕模型，这种类型的模型并不受欢迎，因为银河系数据需要大幅放大径向加速度，而几乎不放大垂直加速度。我们的结论是，模型的结果在MOND一样的力量的斗争，同时解释在银河系附近的恒星的旋转速度和垂直运动。
2019-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Indirect Dark Matter Detection Limits from the Ultra-Faint Milky Way Satellite Segue 1
我们使用新的运动学数据从超微弱的银河系卫星Segue 1模拟其暗物质分布和推导上限的暗物质湮灭截面。使用费米卫星和MAGIC的伽马射线通量上限，我们确定了暗物质湮灭成各种不同的粒子，包括带电轻子的截面排除区域。我们发现，这些排除区域开始探测感兴趣的区域的暗物质解释的电子和正电子通量从PAMELA，费米和HESS，和Segue 1的未来观测有很强的前景来测试这样的解释。我们还讨论了使用冰立方探测器探测中微子湮灭的前景，发现在一个乐观的情况下，可能会探测到一些中微子事件。最后，我们使用的运动学数据来模拟Segue 1暗物质的速度色散和约束索末菲增强模型。
2010-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Luminous Satellites versus Dark Subhaloes: Clustering in the Milky Way
观测到的银河系卫星星系群为小尺度上的星系形成理论提供了一个独特的试验场。我们的新方法是调查已知的银河系卫星星系的集群和量化的数量的子结构内的分布使用两点关联函数统计在三个空间：配置空间，视线速度空间，和四维相空间。这些结果进行了比较的三套subhaloes在通过Lactea II冷暗物质模拟定义为代表发光的矮星。我们没有发现任何证据在一个显着性水平以上的2西格玛的子结构内的银河系卫星星系的分布在任何三个空间。在四维相空间中，在所有三个空间和更广泛的尺度范围内，“发光”的次晕集合比银河系卫星更强烈地聚集在一起。每个“发光”的subhalo集聚类的结果，其视线内的速度空间分布的子结构在大于3西格玛的意义，而银河系的卫星星系是随机分布在视线的速度空间。虽然我们的比较是只有一个冷暗物质模拟，银河系卫星星系和所有聚类方法的Via Lactea II subhalo集之间的不一致性表明冷暗物质理论和观测到的银河系卫星之间存在潜在的新的“小尺度”紧张关系。未来的工作将通过研究额外的模拟来获得观测到的银河系卫星和冷暗物质理论之间更可靠的比较。
2013-06-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting Dark Matter Substructures around the Milky Way with Gaia
冷暗物质（CDM）理论是现代宇宙学和天体物理学的支柱，它预言了银河系周围存在大量无星暗物质晕。然而，这些“黑暗”子结构的明确观测证据仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一种检测方法的基础上小，但可检测的，速度变化的轨道子结构强加在MW磁盘上的恒星。使用高分辨率的数值模拟，我们估计，新的太空望远镜盖亚应该检测到一些无星子结构的运动学特征提供CDM范式持有。这样的测量将在低质量尺度上对原始物质的功率谱提供前所未有的限制，并提供对暗物质的粒子物理性质的新处理。
2014-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing two alternatives theories to dark matter with the Milky Way dynamics
两个替代理论的暗物质进行了调查，通过测试他们的能力来描述一致的银河系的动力学。第一个是指一个修正的引力理论，有一个运行的引力常量和第二个假设，暗物质晕构成的玻色-爱因斯坦凝聚。通过拟合银河系的自转曲线，估计了每个模型的参数以及表征银河系恒星子系统的参数。然后，利用这些参数，计算了太阳位置的垂直加速度分布，并与观测结果进行了比较。修正的引力理论高估了由恒星运动学导出的垂直加速度，而玻色-爱因斯坦凝聚晕模型的预测与观测几乎不一致。然而，基于无碰撞流体的暗物质晕满足我们的一致性测试，是能够同样好地描述银河系的旋转曲线和垂直加速度的最佳模型。
2015-01-05 astro-ph.GA
MOA-II Galactic Microlensing Constraints: The Inner Milky Way has a Low Dark Matter Fraction and a Near Maximal Disk
微透镜提供了一个独特的工具，打破恒星的暗物质简并在银河系内部。我们结合N-体动力学模型拟合银河系的Boxy/花生球与指数盘模型外，并计算微透镜特性。考虑到与MOA-II修正数据一致的模型范围，我们发现银河系内部的暗物质比例很低：在恒星自转曲线的峰值处，圆周速度的一部分$f_v=(0.88\pm0.07)$是重子的（在$1σ$，$f_v > 0.72$在$2σ$）。这些结果与EROS-II微透镜调查的较亮的恒星，在那里我们发现$f_v=(0.9\pm0.1)$在$1σ$的约束。我们的基准模型的盘尺度长度为2.6千秒差距，和一个低暗物质分数为12%的隆起，同意修改后的MOA-II和EROS-II微透镜数据。所需的重子分数，以及由此产生的低贡献的暗物质，是一致的NFW配置文件所产生的无耗散宇宙学模拟银河系质量星系。它们也与最近的银河系质量晕温和绝热收缩的处方一致，而不需要强反馈，但最近对局部暗物质密度的测量存在一些张力。来自较大OGLE-III样品的微透镜光学深度可以进一步改善这些限制。
2016-07-21 astro-ph.GA
The effect of the deforming dark matter haloes of the Milky Way and the Large Magellanic Cloud on the Orphan-Chenab stream
最近的研究表明，大麦云云（LMC）对银河系的恒星晕和恒星流有着重要的影响。在这里，我们探讨如何变形的银河系和LMC的暗物质晕影响恒星流，以及这些影响是否是可观察的。特别是，我们专注于孤儿Chenab（OC）流，特别接近LMC，并跨越了银河系的晕的很大一部分。我们代表银河系-LMC系统使用基函数展开，捕捉它们的演变在$N$体模拟。我们提出了这个系统的属性，如每个星系的密度和力场的演变。OC流是在这种随时间变化的变形势中发展起来的，我们研究了银河系和LMC的各种时刻的影响。我们发现，模拟的OC流的强烈影响的变形的银河系和LMC，这种影响是远远大于目前的观测误差。特别是，银河系偶极子对流的影响最大，其次是LMC的四极子和LMC的四极子。探测到这些效应将证实一个关于无碰撞冷暗物质的关键预测，并将是对替代暗物质和替代引力模型的有力检验。
2022-11-10 astro-ph.GA
The Dark Matter Profiles in the Milky Way
我们利用观测到的100 kpc的自转曲线数据研究了银河系的暗物质分布。银河系的重子物质被分为球，盘和气体组件，每个组件是使用各种可能的质量配置文件在文献中建模。七个球廓形、四个盘廓形和两个气体廓形的任意组合产生了五十六个重子模型。将这些重子模型与四种暗物质剖面（Burkert剖面、核修正剖面、伪等温剖面和NFW剖面）中的一种相结合，拟合观测到的转动曲线数据。结果表明，在一般情况下，NFW轮廓拟合数据比Burkert轮廓，而核心修改的轮廓和伪等温轮廓基本上被排除。最佳拟合的NFW模型的标度长度为$r_0=8.1\pm 0.7$ kpc，对应的暗物质局域密度为$ρ_{\rm dm}(R=R_\odot)=0.51\pm0.09~{\rm GeV}/{\rm cm}^3$。
2019-06-20 astro-ph.GA
Disruption of Dark Matter Minihaloes in the Milky Way environment: Implications for Axion Miniclusters and Early Matter Domination
本研究通过半解析模型和N体模拟调查了银河系环境中暗物质微型晕的恒星与潮汐瓦解效应，结合层级组装提出预测框架，发现致密微型晕存活比例约60%，为轴子微星团等局部观测提供理论约束。
2023-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Evidence for dark matter in the inner Milky Way...Really?
以下是对Iocco等人最近的一封信的评论。（2015，arXiv：1502.03821）作者声称已经发现“......暗物质存在的有力证据. ".这封有问题的信提供了银河系最近的旋转曲线观测的汇编，以及基于最近重子物质分布测量的牛顿旋转曲线估计。前者和后者之间的不匹配被认为是“暗物质存在的证据“。在这里，我们证明了所报道的差异是众所周知的引力异常，当动力学加速度接近临界米尔格罗姆加速度a_0 = 1.2 \times 10^{-10} m / s^2时，它总是出现。此外，使用一个简单的修正引力定律，Iocco等人（2015）提出的重子模型产生的动力学与观测到的旋转值一致。
2015-03-25 astro-ph.GA
The Milky Way, Coming into Focus: Precision Astrometry Probes its Evolution, and its Dark Matter
来自盖亚太空望远镜和其他巡天观测的越来越多的精确天体测量观测正在以前所未有的精细细节揭示银河系的结构和动力学。我们总结了我们对银河系结构和特征的理解的现状，并回顾了新出现的画面：银河系正在通过与研究其体积的大质量卫星星系的相互作用而演变，证据指向灾难性的过去。它还与恒星流交织在一起，对恒星流、卫星和场星的观测为它的暗物质的空间分布和基本性质提供了新的限制。近年来，对银河系晕内矮星系及其内部物质分布的研究引起了人们的极大关注。在这篇评论中，我们专注于预测的冷暗物质范例在小质量尺度上，通过精确的天体测量，我们总结了现代的共识，在何种程度上，小规模的探测器是符合这种范式。我们注意到这些研究的发现前景，以及它们如何以各种不同的方式与银河系动力学和演化的探测相互作用。
2021-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Are Milky-Way dwarf-spheroidal galaxies dark-matter free?
我们发现，矮球状星系（dSphs）的高速色散可以很好地解释银河系（MW）的潮汐冲击，它精确地再现了以前归因于暗物质（DM）的引力加速度。在这里，我们总结了Hammer等人（2019）的主要结果，他们研究了dSphs的主要标度关系，并展示了偏离平衡的暗物质自由星系如何很好地再现它们，而它们似乎对DM模型具有挑战性。这些结果与我们最近对dSph过去历史的了解一致，包括它们的轨道，它们过去的恒星形成历史和它们的祖先，它们可能是微小的矮不规则星系。
2019-09-23 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Dark Matter in the Milky Way's Dwarf Spheroidal Satellites
银河系的矮球状卫星包括已知的最近、最小和最不明亮的星系。它们也表现出动力学质量和发光质量之间的最大差异。本文回顾了发展的经验约束的结构和运动学的dSph恒星星族，并讨论了这种现象如何转化为限制的数量和分布的暗物质内dSph。对宇宙学和暗物质的粒子性质的一些含义进行了讨论，并确定了未来研究的一些主题/问题。
2012-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the epoch of dark matter formation from Milky Way satellites
在大爆炸核合成和物质辐射相等之间，一小部分热化的暗辐射转变为冷暗物质（CDM），可以解释整个暗物质遗迹密度。“晚形成暗物质“（LFDM）是由暗辐射跃迁而来，它抑制了线性物质扰动的增长，并在小尺度上留下了暗辐射扰动的振荡特征。线性物质功率谱中的截止尺度由相变的红移$z_T$设定;因此，小尺度结构的示踪剂可用于推断LFDM形成时期。在这里，我们使用银河系（MW）卫星星系人口的前向模型来解决这个问题：暗物质形成的时间有多晚？对于在类中微子LFDM理论中出现的具有强自相互作用的暗辐射，我们基于已知MW卫星星系的丰度，在$95\%$置信度下报告了$z_{T}>5.5\times 10^6$。这个极限严格地解释了观测的不完整性修正，边缘化了矮星系和暗物质晕之间联系的不确定性，并将星系聚类和莱曼- $α$森林约束提高了近一个数量级。我们表明，这个限制也可以被解释为一个下限$z_T$的LFDM的自由流之前，其相变，虽然专门的模拟将需要详细分析这种情况。因此，由暗辐射跃迁产生的暗物质必须在大爆炸后一周内形成。
2021-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The diverse dark matter density at sub-kiloparsec scales in Milky Way satellites:implications for the nature of dark matter
银河系（MW）卫星居住在暗物质（DM）的subhalos与广泛的分布的圆形速度剖面。这种多样性随着超微弱卫星的加入而增强，这些卫星似乎具有非常高的DM密度，尽管具有很大的系统不确定性。我们认为，如果得到证实，这种大的MW卫星人口的多样性构成了一个严重的考验，DM性质的结构形成理论与可能的影响。对于冷暗物质模型，多样性可能是由MW盘和强超新星反馈引起的晕下潮汐破坏的综合效应的特征。对于功率谱中具有矮尺度截止的模型，多样性是矮尺度晕丰度较低的结果。这种多样性是最具挑战性的自相互作用暗物质（SIDM）模型的横截面$σ/m_χ\gtrsim1~$ cm $^2$ g $^{-1}$的subhalos有太低的密度来解释超微弱的星系。我们提出了一个新的解决方案来解释MW卫星的多样性的基础上重力热塌陷的SIDM晕。这种解决方案需要一个速度依赖的截面，预测双峰分布的尖形密集（崩溃）subhaloes符合超微弱的卫星，和核心的低密度subhaloes符合较亮的卫星。
2019-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The density profile of Milky Way dark matter halo constrained from the OGLE microlensing sky map
本研究利用OGLE微引力透镜天图数据，结合暗物质晕核/尖点轮廓与MDMS占比建模，在68%置信度下探测到银晕中心282秒差距的核，并可同时约束MDMS占比与核尺寸且无强简并。
2024-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the shape of the Milky Way dark matter halo from the Sagittarius stream
我们提出了一个新的银河系的暗物质晕模型，适合人马座矮星系的恒星流的属性。我们的暗晕是扁圆的，当r < 10 kpc时，q_z = 0.9，在较大半径时，可以使暗晕服从Law & Mahavski模型。然而，我们发现，大麦云云对Sgr轨道的动力学扰动是不可忽略的。当考虑到这一点时，我们将银河系的外晕形状限制为短轴与长轴之比（c/a）_Φ= 0.8，中轴与长轴之比（b/a）_Φ= 0.9，与宇宙学的预期非常一致。
2013-07-26 astro-ph.GA
Effects of non-vanishing dark matter pressure in the Milky Way galaxy
我们考虑了银河系的暗物质晕具有非零状态方程的可能性。因此，我们评估的贡献，由于声速，假设星系的暗物质内容的行为就像一个流体的压力。特别是，我们通过指数球配置文件在银河系的核心和内部的星系，而我们比较的指数球与三个广泛使用的配置文件的晕，即Einasto，Burkert和等温配置文件的暗物质分布模型。对于银河系核心，我们还将没有黑洞的暗物质分布的影响与真空中的超大质量黑洞的情况进行了比较，并表明目前的观测无法区分它们。最后，我们研究了由于核心中存在暗物质而产生的引力透镜效应所提供的预期实验特征。
2021-06-30 astro-ph.GA gr-qc
Machine Learning the Dark Matter Halo Mass of Milky Way-Like Systems
本文提出一种基于神经网络的新方法，仅利用卫星轨道、邻近大晕距离和最大卫星星系最大圆周速度等可观测信息，在不假设动力学平衡或卫星归属的情况下高精度估算类银河系暗物质晕质量，并在模拟数据上完成原理验证。
2024-03-29 astro-ph.GA
An Off-center Density Peak in the Milky Way's Dark Matter Halo?
我们表明，中央暗物质密度峰值的位置可能会从银河系的动力学中心相差几百秒差距。在厄里斯，一个高分辨率的宇宙流体动力学模拟的一个现实的银河系类似盘星系，这个偏移量是300 - 400 pc（~3重力软化长度）后，z=1。在它的无耗散暗物质唯一的孪生模拟ErisDark中，以及在Via Lactea II和GHalo模拟中，偏移量在其大部分演化中保持在一个软化长度以下。DM偏移的增长与Eris中心DM密度分布向内约1 kpc的平坦化相一致，并且从动力中心到最大DM密度点的方向与恒星棒的方向相关，这表明棒晕相互作用是一种可能的解释。几百秒差距的暗物质密度偏移极大地影响了来自银河系中心的暗物质湮灭信号的预期。它也可能支持Weniger（2012）和Su & Finkbeiner（2012）最近报告的暗物质湮灭解释，该报告称，在银河平面上距离Sgr A* 1.5度（约200秒差距）的区域有非常显著的130 GeV伽马射线线发射。
2013-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The Dark Disk of the Milky Way
大量的卫星吸积到早期的星系盘上，会导致暗物质沉积在与星系共同旋转的盘状结构中。这种现象对暗物质探测实验有潜在的戏剧性后果。我们利用集中的，高分辨率的模拟吸积事件到磁盘被设计成银河系类似物，并比较由此产生的磁盘的银河系的厚盘的形态和运动学特性，以括号的范围内的同向旋转吸积暗物质。我们发现银河系的合并历史与LCDM预期的中值相比一定是异常平静的，因此它的暗盘一定相对较小：太阳附近的吸积暗盘物质的部分约为宿主晕密度的20%或更小，而太阳附近的同向旋转暗物质部分，定义为以小于50 km/s的旋转速度滞后移动的粒子，与标准光晕模型相比，增强了约30%或更少。这样的暗盘可能主要有助于直接检测实验的低能量（对于质量为100 GeV的暗物质粒子为keV量级）核反冲事件率，但它不会显著改变检测的可能性。这些暗盘提供了弱相互作用的大质量粒子暗物质模型的可检验的预测，应该在与实验数据的详细比较中加以考虑。我们的研究结果表明，银河系的暗盘可能为间接探测实验提供了可探测的信号，在银河系中心方向上贡献了大约25%的暗物质自湮灭信号，使信号具有明显的扁圆形态。
2009-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Too big to fail? The puzzling darkness of massive Milky Way subhaloes
我们表明，无耗散LCDM模拟预测，银河系中大多数最大质量的subhalo密度太大，无法容纳任何明亮的卫星（L_V > 10^5 L_sun）。这些暗的次晕在下沉时的圆速度为30-70 km/s，下沉质量为[0.2-4] x 10^10 M_sun。除非银河系是一个统计异常，这意味着星系形成成为有效的随机在这些质量。这与星系光度和晕圈速度（或晕圈质量）之间的单调关系形成鲜明对比。我们表明，至少有两个（通常是四个）这些大规模的黑暗subhaloes预计将产生一个更大的暗物质湮灭流量比天龙座。如果矮卫星中的重子反馈或不同的暗物质物理学能在0.3 - 1千秒差距的尺度上使大质量次晕的中心密度降低一个数量级，那么就有可能绕过这些结论。
2011-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bayesian reconstruction of the Milky Way dark matter distribution
我们开发了一种新的贝叶斯方法，旨在可靠和精确地推断银河系内的暗物质的分布，使用旋转曲线数据。我们确定了一个子集的可用的旋转曲线示踪剂是相互一致的，从而消除了数据集，可能会遭受系统偏差。我们调查三种不同的模型的发光（重子）组件的质量分布，括号的范围内可能的形态。我们证明了我们的方法在覆盖范围，分数距离和均方误差方面对模拟数据的统计性能。将其应用于银河系的数据，我们测量的本地暗物质密度在太阳圆$ρ_0$为$ρ_0 = 0.43\pm 0.02(\rm{stat})\pm0.01(\rm{sys})$ GeV/cm $^3$，与精度$\sim$ 6%。这一结果是强大的假设重子形态。暗物质剖面的尺度半径和内斜率是简并的，不能以高精度单独确定。我们表明，这些结果是强大的几种可能的残余系统误差的旋转曲线数据。
2019-09-24 astro-ph.GA
On the Edge: the relation between stellar and dark matter haloes of Milky Way-mass galaxies
利用APOSTLE宇宙流体动力学模拟研究了类银河系中吸积恒星晕和暗物质晕的形成。我们表明，恒星晕主要是由从少数大质量矮星剥离的恒星组成的，其中大多数都被今天的破坏。另一方面，暗物质晕主要由小的未分辨的次晕（$\lesssim 10^6$ M $_{\odot}$）和一个由从未与次晕结合的粒子组成的"光滑“成分组成。尽管存在这些差异，构成恒星晕大部分的大质量矮星也贡献了相当大一部分的暗物质。从这些矮星上剥离下来的恒星和暗物质通过它们的运动学联系在一起，这在晕的相空间结构中留下了印记。我们研究了恒星相空间中焦散线等特征的位置与暗晕特性之间的关系。我们表明，“边缘”的恒星晕是一个探针的暗物质晕质量和组装历史。银河系质量星系的边缘在表面亮度为$^{-2}$ 31-36等角秒时应该是可见的。
2023-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating Atomic Dark Matter in Milky Way Analogues
研究利用GIZMO与FIRE-2开展含6%耗散性ADM的银河系类似星系宇宙学流体模拟，揭示其形成暗盘、团块、核球并影响恒星形成及物质分布。
2023-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Hints on the Nature of Dark Matter from the Properties of Milky Way Satellites
暗物质的本质仍然是未知的，也是最基本的科学谜团之一。虽然标准冷暗物质模型（CDM）成功地描述了大尺度，但在银河系和亚银河系尺度上可能存在缺陷。正是在这些高度非线性的尺度上，暗物质粒子的性质受到了强烈的天体物理学约束。虽然莱曼- $α$森林的观测探测了轻度非线性区域的物质功率谱，但银河系的卫星星系提供了一个很好的实验室，可以在更小的尺度上测试潜在的宇宙学。在这里，我们提出的结果从一组高分辨率模拟银河系大小的暗物质晕在八个不同的宇宙学：CDM，温暖的暗物质（WDM）的粒子质量为2千电子伏和六个不同的冷加暖暗物质（C+WDM）模型，不同的分数，$f_{\rm wdm}$，和质量，$m_{\rm wdm}$，温暖的组件。我们使用了三种不同的观测测试基于银河系卫星观测：总卫星丰度，它们的径向分布和它们的质量分布。我们表明，同时满足所有三个约束的要求设置非常强的限制暗物质的性质。这表明了多维小尺度方法在排除大尺度观测仍然允许的模型方面的力量。
2013-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Signature of a Dark Ultra-compact Dwarf Galaxy Transiting the Milky Way Disk
本文报告银河系盘面恒星垂直速度异常与气体扰动共位，揭示一个暗超致密矮星系坠入银河系，为低质量暗物质子晕提供罕见观测证据并约束ΛCDM模型。
2025-08-27 astro-ph.GA
Milky Way Dynamics Favor Dark Matter over Modified Gravity Models
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；University of Saint Andrews（圣安德鲁斯大学）
通过高精度观测数据，研究发现修正引力模型无法同时解释银河系旋转曲线和垂直相位空间螺旋，暗物质模型在13σ和4σ水平上更符合观测结果。
2026-05-11 astro-ph.GA
And In The Darkness Unbind Them: High-Resolution Simulations of Dark Matter Subhalo Disruption in a Milky Way-like Tidal Field
我们比较了高分辨率模拟的结果，个别暗物质subhalos演变的外部潮汐场，重子球和磁盘组件，平均暗物质粒子质量是三个数量级小于宇宙学放大模拟的星系形成。通过Lactea II模拟是用来设置我们的初始条件，并提供了一个基础，为我们的模拟subhalos在一个暗物质-只有潮汐场，而一个观测动机的银河系模型是用于潮汐场，是由一个暗物质晕，恒星盘，和恒星隆起。我们的模拟结果表明，包括恒星成分的潮汐场的结果在银河系中的subhalos的数量只有$65\%$的$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM）的预测。对于具有小近心点（$(r_p \lesssim 25$ kpc）的次晕，次晕丰度进一步降低到$40\%$，幸存的次晕密度较低，并具有切线各向异性轨道分布。相反，具有较大近心点的subhalos受潮汐场中恒星成分的影响最小，外部subhalos的总数为$Λ$ CDM预测的$\approx 75\%$。外晕的密度与$Λ$ CDM的预测相当，其中晕具有各向同性的轨道分布。这些比率高于以前的研究中发现的那些比率，这些研究包括重子物质的影响，重子物质受到低分辨率引起的虚假破坏的影响。
2020-12-17 astro-ph.GA
Tidal Suppression of Fuzzy Dark Matter Heating in Milky Way Satellite Galaxies
本研究提出新模拟框架，首次在银河系引力势中模拟模糊暗物质与恒星系统，发现潮汐效应显著缓解了天炉座矮星系观测与FDM加热预测的张力。
2025-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
First constraints on Fuzzy Dark Matter from the dynamics of stellar streams in the Milky Way
我们提出了一种新的方法来限制质量的超轻玻色子的暗物质使用恒星流的破坏形成的球状星团在银河系。模糊暗物质（FDM）晕的湍流密度场导致了稀薄流的扰动和动力学加热。使用数值模拟的基础上的一个有效的模型，我们探索这种现象的幅度，并表明，这是观察到的轴子质量范围$m_a$，这是有趣的缓解“小规模问题”的$Λ$ CDM。我们推导出一个分析模型的增厚薄恒星流，并获得早期保守的玻色子质量的下限为$m_a > 1.5 \times 10^{-22}~$ eV，使用前盖亚文献数据的六个银河系流和边缘化后的物理参数。这表明了使用这种新的动力学方法作为一个完全独立的探测FDM，补充莱曼- $α$森林数据的基础上的结果的巨大希望。
2018-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sub-GeV Dark Matter Annihilation: Limits from Milky Way observations with INTEGRAL
利用16年INTEGRAL/SPI观测，研究在多种暗物质晕轮廓和逆康普顿模型下约束亚GeV暗物质湮灭，给出电子-正电子与双光子末态的最强γ射线上限及拟合公式。
2024-01-08 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Checking the dark matter origin of 3.53 keV line with the Milky Way center
我们检测到一条线在3.539 +/- 0.011千电子伏的银河系中心区域的深曝光数据集，观察与XMM-牛顿。在英仙座星系团、仙女座星系[1402.4119]和星系团[1402.2301]的叠加光谱中观察到的信号的暗物质解释，加上在空白天空数据中没有观察到这条线，为银河系中心数据中这条线的可能强度设定了下限和上限。我们的结果与观测者先前提出的一类银河系质量模型的这些约束是一致的，并且将对应于辐射衰变暗物质寿命τ_dm ~（6-8）x 10^{27} sec。尽管仅根据银河中心数据很难排除这条线的天体物理起源，但这是对假设的重要一致性检验，鼓励用预计到2015年底的更多观测数据来检验它。
2015-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
