Theoretical dark matter halo kinematics and triaxial shape
在最近的一篇论文中，Salvador-Solé等人（2012）从初始随机高斯密度场中的峰值推导出了暗物质晕的典型内部结构，该密度场由表征所考虑的分层宇宙学的密度扰动的功率谱确定。在本文中，我们将这种形式主义的典型运动学和三轴形状的晕。具体来说，我们建立这样的晕属性和密度扰动的功率谱之间的联系，通过典型的形状的峰值。预测的典型晕形、赝相空间密度和各向异性分布的变化趋势与数值模拟结果吻合较好。我们的模型揭示了起源的幂律般的伪相空间密度轮廓的维里化晕。
2012-09-12 astro-ph.CO
Constraining the dark energy statefinder hierarchy in a kinematic approach
在目前的工作中，我们采用了一种运动学的方法来约束扩展的空诊断的和谐宇宙学，被称为statefinder层次。重建使用了哈勃参数的泰勒级数展开。泰勒级数展开的系数与运动学参数有关，如减速参数、宇宙学加加速度参数等。运动学参数的当前值受这些级数系数的估计值的约束。利用不同红移下哈勃参数的观测数据、Ia型超新星的距离模数据和重子声学振荡数据，进行了马尔可夫链蒙特卡罗分析，估算了哈勃参数的级数展开系数。状态探测器诊断中的参数与运动学参数有关。状态发现器诊断可以根据运动学参数的顺序形成层次集。状态探测器参数的当前值已被约束。状态查找器层次结构中的第一组允许$Λ$ CDM完全在1个$σ$置信区域内，而第二组在多于1个$σ$级别上与对应的$Λ$ CDM值不一致。另一个暗能量诊断，即$Om$参数，被发现是一致的和谐宇宙学。
2018-12-19 astro-ph.CO
Galaxy Kinematics with VIRUS-P: The Dark Matter Halo of M87
我们提出了2-D恒星运动学的M87到R = 238”所采取的积分场摄谱仪VIRUS-P。我们运行了一个大的轴对称，基于轨道的动力学模型，并找到了明确的证据，大规模的暗物质晕。虽然对数参数化的暗物质晕是首选，我们不约束的暗物质尺度半径的NFW配置文件，因此不能排除它。我们的最佳拟合对数模型返回一个封闭的暗物质分数为17.2 +/-5.0%在一个有效半径（R_e ~ 100”）内，上升到49.4（+7.2，-8.8）%在2 R_e内。现有的SAURON数据（R < 13”）和覆盖145”< R < 540”的球状星团运动学数据完成了R = 47 kpc的运动学覆盖。在这个径向距离上，对数暗晕占5.7^（+1.3）_（-0.9）× 10^（12）M_sun总质量的85.3（+2.5，-2.4）%，使M87成为本宇宙中质量最大的星系之一。我们的最佳拟合对数动力学模型返回的恒星质光比为9.1^（+0.2）_（-0.2）（V波段），暗晕圆速度为800^（+75）_（-25）kms，暗晕尺度半径为36^（+7）_（-3）kpc。在NFW暗晕的假设下，恒星的M/L被很好地限制在8.20^（+0.05）_（-0.10）（V带）。发现M87中的恒星在R ~ 0.5 R_e范围内是径向各向异性的，然后是各向同性的或略切向各向异性的，直到我们最后一个恒星数据点R = 2.4 R_e时，恒星的各向异性与球状…
2011-01-10 astro-ph.CO
Kinematic Lensing Ratio: Reviving Weak Lensing Cosmography as a Geometric Dark Energy Probe
The University of Utah（犹他大学）
本文提出运动镜头比率(KiLeR)，利用剪切比率与从运动学推断的恒星形状，有效抑制了第一阶镜头系统误差。罗马望远镜的预测显示，KiLeR能提升暗能量约束192%，提供独立测试暗能量演变的证据。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Testing warm dark matter with kinematics of the smallest galaxies
Carnegie Observatories（卡内基天文台）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
研究发现温暗物质模型预测的矮星系速度弥散与观测严重不符，从而对热遗迹暗物质粒子质量给出了强约束。
2026-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Chameleon Gravity, Electrostatics, and Kinematics in the Outer Galaxy
光标量场被认为出现在高能物理学的理论中（如弦论），并在暗能量、暗物质或中微子物理学中找到现象学的动机。然而，光标量场与普通（或暗）物质的耦合受到实验室、太阳系和天体物理学第五力测试的强烈约束。在稠密环境中，避免这些限制的一种方法是通过变色龙机制，即场的质量随着环境密度急剧增加。因此，变色龙力只来源于致密物体表面附近的薄壳，这大大降低了它的大小。本文认为薄壳条件等价于静电学中的“导电”边界条件。作为一个应用，我们使用镜像法的模拟来计算物体围绕球形引力源的反作用力（或自作用力）。使用这种方法，我们可以明确地计算在星系晕的外围违反等效原理（假设NFW暗物质配置文件）：中等质量的卫星可以比它们的大/小同行慢10%接近薄壳。
2011-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Stringent Constraints on Self-Interacting Dark Matter Using Milky-Way Satellite Galaxies Kinematics
该研究用半解析子晕框架纳入引力热核心坍缩，分析经典与超暗矮星系运动学，发现σ/m超过约0.2 cm²/g时CDM显著优于SIDM。
2025-03-17 astro-ph.CO hep-ph
Constraining scalar fields with stellar kinematics and collisional dark matter
标量场的存在和探测可以为长期存在的关于暗物质（大多数星系中心的黑暗致密物体）的性质和其他现象的谜题提供解决方案。然而，自相互作用的标量场很难受到天文观测的约束，导致这些场的质量$m_ϕ$和自相互作用耦合常数$λ$的估计存在很大的不确定性。为了解决这个问题，我们系统地利用现有的天文观测来开发新的约束条件，大大限制了这个参数空间。特别是，通过利用我们的银河系中心的恒星动力学的精确观测，并假设这些动力学可以用一个玻色子星来解释，我们确定了玻色子星紧致性的上限，并对可能的标量场的属性值施加了显着的限制。要求标量场粒子遵循碰撞暗物质模型进一步缩小了这些限制。最重要的是，我们发现，如果一个标量暗物质粒子确实存在，那么它不能同时解释暗物质晕和星系核中暗致密天体的存在
2010-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Testing non-local gravity through Ultra-Diffuse Galaxies kinematics
本研究通过分析三个超弥漫星系的运动学数据，测试了非局域引力扩展理论，发现对牛顿势的非局域修正不影响运动学预测，证实其作为暗能量模型的有效性，并给出了特征非局域半径的最小值。
2024-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Internal Stellar Kinematics of M32 from the SPLASH Survey: Dark Halo Constraints and the Formation of Compact Elliptical Galaxies
作为仙女座星系（M31）及其邻居的SPLASH调查的一部分，我们获得了紧凑的椭圆（cE）卫星M32的Keck/DEIMOS光谱。这是第一次解析恒星运动学研究的任何cE星系。与以前的研究相比，我们测量了r<30”~ 1 Re ~ 100 pc的旋转曲线和速度色散分布，并测量了r~70”的高阶Gauss-Hermite矩。我们实现这一点相结合的集成光光谱在小半径（拥挤/混合是严重的）与解决恒星光谱在较大的半径，使用空间和运动学信息，统计占M31污染。旋转曲线和速度频散分布远远超出半径（r~150”），在半径处等照度线被扭曲。与M31的另一个近矮星伴星NGC 205不同，M32的运动学是规则和对称的，在等光度线伸长和扭曲的区域没有明显的尖锐梯度。我们解释M32的运动学使用三个积分轴对称动力学平衡模型构造史瓦西轨道叠加技术。具有恒定M/L的模型可以非常好地拟合数据。然而，由于这样的模型需要随着半径增加的切向各向异性，因此调用扩展的暗晕的存在可能更合理。这样一个扩展的暗晕绝对需要结合六颗在最大半径处观察到的快速移动的恒星，但这些恒星可能不是M32的平衡组成部分。观测到的恒星运动规律，以及可能检测到的扩展黑暗晕，是意想不到的，如果M31潮汐是显着的大半径。虽然这些发现本身并不排除cE形成的潮汐模型，但它们表明潮汐剥离可能不像人们经常争论的那样对塑造cE星系有重要意义。
2012-02-21 astro-ph.CO
Kinematics of Milky Way Satellites in a Lambda Cold Dark Matter Universe
我们调查的subhalos的Lambda CDM星系晕是否有潜力与银河系卫星，特别是那些高质量的光度和运动学数据：天炉座，狮子座I，雕刻家，六分仪，船底座的观测属性一致。我们比较了球形模型与各向同性速度色散张量的观测，圆形平均星计数，视线速度色散曲线和视线速度分布。我们确定内的六个高分辨率的暗物质晕的宝瓶座项目的球平均电位结果非常适合每个五个星系的subhalos。特别是，我们简单的一个积分模型再现了内部区域的观测结果，证明这些数据与Lambda-CDM的预期完全一致，并且不需要核心暗物质分布。对于五颗卫星中的四颗，拟合需要适度尖化的{ \it恒星}密度剖面。然而，狮子座I的恒星计数数据确实需要恒星计数的核心分布。目前的数据表明，这五颗卫星可能由Lambda CDM subhalos承载，最大圆周速度在10至30公里/秒之间。
2010-03-22 astro-ph.CO
Illuminating the Darkest Galaxies
低光度矮星系对暗物质的性质提供了严格的限制。建立这些约束依赖于精确的运动测量个别恒星。在这篇非专业人士的概述中，我们描述了当前和未来的前景，三个独特的测试暗物质使用解决恒星运动学在低光度星系：银河系周围的卫星星系的总数，暗物质湮灭辐射从矮星系，和他们的内部密度分布。然后，我们评估的前景有意义的测试理论的暗物质的基础上改进的运动学精度预期即将到来的设施。
2021-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA physics.pop-ph
Detecting Baryon Acoustic Oscillations in Dark Matter from Kinematic Weak Lensing Surveys
研究了从宇宙剪切层析成像中提取重子声学振荡（BAO）的可行性。我们特别关注未来基于光谱学的运动学弱透镜（KWL）调查\citep可以实现的BAO尺度精度[例如，] []{Huff 13}与传统的基于光度计的弱透镜测量相比。我们模拟宇宙剪切层析成像数据的这样的调查与一些简单的假设，专注于BAO信息，提取空间功率谱，并限制恢复BAO功能。由于小的形状噪声和透镜核的形状，我们发现，暗能量任务组阶段IV版本的这样的KWL调查可以检测到的BAO功能在暗物质的$3$ - $σ$和测量的BAO规模在4\%的精度水平，而它将是难以检测的功能在光度为基础的弱透镜调查。在更乐观的假设下，KWL-IV期可以实现$\sim 2\%$ BAO量表测量，具有$4.9$ - $σ$置信度。一个内置的光谱星系调查在这样的KWL调查将允许交叉相关的星系和宇宙剪切，这将收紧约束超出了我们在本文中提出的下限，因此可能允许检测的BAO星系和暗物质之间的规模偏差。
2019-05-04 astro-ph.CO
Why Baryons Matter: The Kinematics of Dwarf Spheroidal Satellites
我们使用高分辨率的宇宙学模拟的银河系质量的星系，包括重子和暗物质表明，重子物理（能量反馈超新星和随后的潮汐剥离）显着减少了暗物质质量的发光卫星星系的中心区域。模拟卫星的减少的中心质量再现了银河系和M31卫星作为光度的函数所观察到的内部动态。我们使用这些现实的卫星更新预测观测到的速度和光度函数的卫星周围银河系质量的星系时，重子效应占。我们还预测，在银河系经典卫星相同的光度范围内的场矮星系不应该表现出像卫星一样低的速度，因为场矮星系不经历潮汐剥离。此外，在相同光度下，卫星星系与场星系相比的早期形成时间可能在两个种群的恒星形成历史中很明显。在冷暗物质模型中包括重子物理学自然解释了在银河系矮球状体中观察到的低暗物质密度。因此，我们的模拟解决了冷暗物质理论预测的运动学和卫星观测之间的紧张关系，而没有调用暗物质的替代形式。
2014-04-28 astro-ph.CO
Radially extended kinematics and stellar populations of the massive ellipticals NGC1600, NGC4125 and NGC7619. Constraints on the outer dark halo density profile
利用Hobby-Eberly望远镜（HET）获得了三个明亮椭圆星系（NGC 1600，NGC 4125，NGC 7619）在1.5-2 Re（14-22 kpc）长轴方向上的高质量长缝光谱。我们得到恒星的运动学轮廓和Lick/IDS指数（Hbeta，Mgb，Fe 5015，Fe 5270，Fe 5335，Fe 5406）。此外，对于NGC 4125，我们推导出气体运动学和发射线强度。我们使用简单的恒星星族模型来模拟吸收线强度，该模型考虑了[α/Fe]的变化，并推导出年龄、总金属丰度和元素丰度。总的来说，我们发现这三个星系有老的和[α/Fe]过剩的恒星星族没有显着的梯度。中心的金属丰度为超日型，具有很强的负径向梯度。对于NGC 4125，有几个证据指向最近的一次异议合并事件。我们用SSP模型计算了宽波段的颜色轮廓。所有的颜色都在星系中心显示出尖锐的峰值，这主要是由金属丰度梯度引起的，并且与测量的颜色吻合得很好。利用史瓦西轴对称轨道叠加技术，我们建立了恒星运动学模型来约束星系的暗晕。我们利用镁硼强度和局部逃逸速度之间的紧密相关性，通过测试不同的晕大小来限制晕的范围。对数晕-在60 kpc处切割-最小化Mgb-Vesc关系的整体分散。如果暗物质密度轮廓在大半径处下降得更陡，则会发现更大的截止半径。
2010-04-16 astro-ph.CO
Inferred Evidence For Dark Matter Kinematic Substructure with SDSS-Gaia
我们使用SDSS-Gaia DR 2中吸积星的分布来证明银心半径为7.5-10 kpc和$|z| > 2.5$ kpc的暗物质晕的非平凡部分处于子结构中，因此可能不处于平衡状态。使用混合似然分析，我们分离的贡献，一个老的，各向同性的恒星晕和一个年轻的各向异性人口。后者占主导地位，是统一的区域内研究。它可以被解释为高度径向轨道上被破坏的大质量卫星的潮汐碎片，并且与最近研究的越来越多的证据相一致。追踪这种合并产生的潮汐碎片的模拟发现，暗物质追踪其恒星对应物的运动学。如果是这样的话，我们的研究结果表明，附近的暗物质晕的一个组成部分，是由发光的卫星是在运动学的子结构称为泥石流。这些结果挑战了标准的晕模型，这是不一致的分布恢复从恒星数据，并有重要的影响直接检测实验的解释。
2019-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark Matter Capture in Celestial Objects: Treatment Across Kinematic and Interaction Regimes
本文针对不同质量和相互作用强度的暗物质，提出统一处理天体捕获速率的方法，并发布开源软件包Asteria，支持Python和Mathematica版本。
2023-09-01 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
Implications of Inelastic Dark Matter for Primordial Dark-Star Evolution: Kinematic Thresholds and Nonthermal Capture
University of Utah（犹他大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本文研究吸热型非弹性暗物质在原初暗星中的俘获，揭示运动学阈值开启与持久非热储库的形成，表明非弹性俘获不补充热湮灭核，为暗星-暗物质协同演化提供新机制。
2026-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Updated Results on the Galaxy-Halo Connection from Satellite Kinematics in SDSS
我们提出了新的结果，中央星系和暗物质晕之间的关系推断从斯隆数字巡天（SDSS）DR 7的卫星运动学观测。我们采用了一个更新的分析框架，其中包括详细的模拟目录，以模拟SDSS中的观测效果。我们的结果限制了暗物质晕的颜色依赖条件光度函数（CLF），以及卫星星系的径向轮廓。与以前的结果相一致，我们发现在固定的光度下，红色中心星系比蓝色中心星系生活在更大质量的晕中。此外，我们的研究结果表明，卫星星系有一个径向轮廓集中比暗物质，但不作为核心解决subhaloes在暗物质-只有模拟。与More等人先前使用卫星运动学的工作相比，我们发现更多的竞争约束的星系晕连接，与那些来自星系集群和星系星系透镜的组合。我们比较我们的结果的星系晕连接到其他研究使用星系团和组目录，这些不同的技术之间显示出很好的协议。我们讨论了卫星运动学在约束宇宙学和星系与暗物质晕之间的关系的背景下，未来的应用。
2018-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on gravity and dark energy from the pairwise kinematic Sunyaev-Zeldovich effect
我们计算的约束暗能量和宇宙的重力修改与即将到来的宇宙微波背景（CMB）调查敏感的Sunyaev-Zeldovich（SZ）的影响。分析的重点是使用平均成对速度的集群观察到的运动学SZ效应（KSZ），一种方法的基础上使用相同的方法用于第一次检测的KSZ效应，并包括一个详细的推导和讨论，根据各种不同的调查假设，此统计的协方差。目前，第二阶段，和即将到来的，第三阶段和第四阶段，CMB的意见被认为是潜在的，结合同期的光谱和光度星系观测。一个详细的评估是由假设的统计和系统的不确定性，在光学深度的确定，在最小可探测质量的大小和不确定性的敏感性，以及成对的速度相关性的重要性，在小的分离，非线性效应可以开始出现。结合第三阶段对膨胀历史的限制，例如暗能量工作组预测的限制，我们预测第三阶段和第四阶段调查的增长因子$γ$的分数误差分别为5%和2%，第四阶段调查的$0.2<z<0.6$的增长率$f_g$的限制为2%。结果表明，kSZ测量的集群特有的速度，从交叉相关获得与即将到来的光谱星系调查，可以提供强大的测试暗能量和宇宙尺度上的引力理论。
2014-08-26 astro-ph.CO
No need for dark matter: resolved kinematics of the ultra-diffuse galaxy AGC 114905
我们提出了新的HI干涉观测的气体丰富的超扩散星系AGC 114905，以前的工作，基于低分辨率的数据，确定为一个异常值的重子塔利-费舍尔关系。新的观测，在空间分辨率比以前高$\sim 2.5$倍，揭示了一个规则的HI盘旋转约23公里/秒。我们的运动学参数，恢复与一个强大的三维运动学建模拟合技术，表明达到旋转曲线的平坦部分。有趣的是，转动曲线几乎完全可以用重子质量分布来解释。我们表明，一个标准的冷暗物质晕，遵循浓度晕质量关系未能再现旋转曲线的幅度由一个大的利润率。只有浓度极低（可以说是不可行的）的晕才与数据一致。我们还发现，AGC 114905的旋转曲线严重偏离修正牛顿动力学的预测。星系的倾角是独立于我们的模型测量的，仍然是我们分析中最大的不确定性，但相关的误差还不足以使星系与冷暗物质或修正牛顿动力学的预期相一致。
2022-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the Reconstruction of Dark Energy Models
本论文致力于利用不同的观测数据重建暗能量模型。参数化方法已被用于宇宙学模型的重建。此外，还强调了运动学量的重建以及暗能量与暗物质相互作用的可能性。第一章对宇宙学做了一个简单的介绍。第二章讨论了一个经典标量场模型的暗能量状态方程参数的重建。第三章讨论了有效状态方程或全状态方程的参数化重构。第四章讨论了通过宇宙学jerk参数参数化重建暗能量模型的运动学途径。第五章也是关于暗能量重建的运动学方法。重建已经完成了一个假设，加加速度参数是一个非常缓慢变化的函数。第六章致力于全息暗能量模型中相互作用率的重建。最后，第七章是对本文所做工作的总结和相关讨论。
2017-09-07 astro-ph.CO
Targeted search for the kinematic dipole of the gravitational-wave background
人们对使用当前和未来的引力波干涉仪来寻找引力波背景中的各向异性越来越感兴趣。一个有保证的各向异性信号是我们相对于宇宙静止坐标系的特殊运动所引起的运动偶极子，这是在其他全天空观测中测量到的，如宇宙微波背景。在LIGO/Virgo/KAGRA现有的搜索中，我们对这个偶极子的振幅和方向的先验知识没有明确说明，但可以提供关键信息，帮助解开造成引力波背景的来源。在这里，我们开发了一个有针对性的搜索管道，它使用这种先验知识，使无偏和最小方差的偶极子幅度推断。我们的搜索概括了现有的方法，以允许一个随时间变化的信号模型，它捕获了由于地球轨道的偶极子的年度调制。我们在模拟数据上验证了我们的流水线，证明忽略这种时间依赖性可以使推断的偶极偏移多达$\sim10\%$。然后，我们对完整的LIGO/Virgo O 1 +O2+O3数据集进行分析，获得了与现有各向异性搜索结果一致的偶极振幅上限。
2022-11-10 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Dissipative Dark Matter on FIRE: I. Structural and kinematic properties of dwarf galaxies
我们提出了第一套宇宙学重子放大模拟的星系，包括耗散自相互作用暗物质（dSIDM）。这些模拟利用真实环境反馈（FIRE-2）星系形成物理学，但允许暗物质具有类似于标准模型力的耗散自相互作用，由每单位质量的自相互作用截面$(σ/m)$和无量纲耗散度$0<f_{\rm diss}<1$参数化。我们调查这个参数空间，包括常数和速度依赖的截面，并专注于结构和运动学性质的矮星系与$M_{\rm halo} \simeq 10^{10-11} {\rm M}_{\odot}$。当以$(σ/m)_{\rm eff} \gtrsim 0.1\,{\rm cm^{2}\,g^{-1}}$（和以$f_{\rm diss}=0.5$为基准）模拟矮星时，模拟矮星的中心密度分布变得尖形.幂律斜率渐近线$α\approx -1.5$在低质量的矮星独立的横截面，这是由于暗物质“冷却流”。通过与只考虑暗物质的模拟结果的比较，我们发现在这个区域中的轮廓对重子的包含不敏感。然而，当$(σ/m)_{\rm eff} \ll 0.1\,{\rm cm^{2}\,g^{-1}}$，重子效应可以产生核心的密度轮廓相比，非耗散冷暗物质（CDM）运行，但在更小的半径。用$(σ/m) \gtrsim 10\,{\rm cm^{2}\,g^{-1}}$模拟的星系发展出显著的暗物质相干旋转，并伴随着晕变形，但这与通常归因于类重子dSID…
2021-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Kinematic constraints on the stellar and dark matter content of spiral and S0 galaxies
（摘要）我们提出了一个样本的14个螺旋和14个S 0星系的质量模型，限制其恒星和暗物质的内容。对于每个星系，我们从近红外测光的假设下，轴对称和一个恒定的KS波段恒星的质量与光的比例，（M/L）_Ks。为此，我们添加了一个黑暗的晕假设遵循球对称的NFW配置文件和浓度和暗质量维里半径，M_DM内的相关性。在子午线平面beta_z各向异性恒定的假设下，我们求解了相应势的Jeans方程。通过将预测的二阶速度矩与观测到的长缝恒星运动学相比较，确定了模型的三个最佳拟合参数：（M/L）Ks，M DM和beta z。这些简单的轴对称金斯模型能够准确地再现广泛的观察到的恒星运动学，通常延伸到~2-3 Re，或相当于~0.5-1 R_25。我们发现一个中位数恒星质量光比在KS波段为1.09（太阳单位）与均方根散射为0.31。我们提出了这个大样本的动态确定的恒星质光比和预测的恒星星族模型之间的初步比较。恒星星族模型预测的质光比我们测量的略低。质量模型包含一个中位数的15%的暗物质的质量内的有效半径Re，和49%的光学半径R_25。暗物质和恒星物质对半径为4.1 Re或1.0 R_25的球体内的质量贡献相等。在我们的样本中，没有证据表明螺旋和S 0的暗物质含量有任何显着差异。
2009-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Kinematics of Spiral galaxies as a Portal to the Nature of Dark Matter
旋涡星系的自转曲线可以很好地反映星系的引力场。直到最近，人们才对后者形成一个由{ \it发光}分量的两个参数所支配的家族产生了极大的兴趣：圆盘长度尺度$R_D$和星等$M_I$。这一证据是如此有力和重要，它必须作为研究星系中暗物质问题的出发点。新出现的事实是，深深植根于发光组件的结构量，如磁盘的长度尺度被发现与深深植根于黑暗的组件，如DM晕核半径的结构量密切相关。这一意想不到的证据可能强烈要求对当前的冷无碰撞暗物质范式进行转变。
2018-07-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
A Constraint on Dark Matter Self-Interaction from Combined Strong Lensing and Stellar Kinematics in MACS J0138-2155
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Santa Cruz Institute for Particle Physics（圣克鲁兹粒子物理研究所）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；University of Zürich（苏黎世大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
基于MACS J0138-2155的强引力透镜效应和恒星动力学数据，研究对暗物质自相互作用的约束，得出SIDM交叉截面上限及超新星重现时间预测。
2026-02-19 astro-ph.CO
Physical properties underlying observed kinematics of satellite galaxies
我们研究的运动学卫星周围孤立的星系从斯隆数字巡天（SDSS）光谱目录中选择。使用相空间密度的模型先前测量的晕LCDM暗物质宇宙学模拟，我们确定的晕质量分布和轨道各向异性的卫星作为一个函数的颜色为基础的形态类型和恒星质量的中央宿主星系的属性。我们对晕质量和暗物质浓度参数以及卫星数密度分布进行了约束。我们得到的银河系暗物质晕的浓度-质量关系是一致的标准LCDM宇宙学模型的预测。在给定的晕或恒星质量下，红色星系比蓝色星系有更集中的晕。当11.25<log M_star<11.5时，在几个有效半径内的暗物质的比例最小。卫星的数量密度分布似乎比暗物质的要浅，其尺度半径通常比暗物质大60%。围绕红色主机的轨道各向异性表现出轻微的过量的径向运动，在宇宙学模拟中发现的典型的各向异性配置文件，而蓝色星系被发现是一致的各向同性的速度分布。我们的新的限制星系的晕质量提供分析近似的晕恒星质量关系的红色和蓝色星系。
2013-01-04 astro-ph.CO
Dark Matter in Fractional Gravity III: Dwarf Galaxies Kinematics
本研究利用矮星系运动学数据探究分数引力框架下的暗物质模型，验证其能更好拟合矮星系的旋转与速度弥散曲线，可缓解ΛCDM的小尺度问题。
2023-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark and luminous mass components of Omega Centauri with stellar kinematics
我们结合自行数据从$Gaia$ EDR3和HST的视线速度数据来研究半人马座球状星团的恒星运动学。使用稳态，轴对称动力学模型，我们测量的黑暗和明亮的质量分量的分布。假设高斯和NFW质量分布，根据数据集，我们测量的积分质量$\lesssim 10^6$ M $_\odot$内的欧米茄半人马座半光半径的黑暗组件，是从发光的恒星组件不同。对于HST和径向速度数据，具有非发光质量分量的模型相对于具有恒定质光比的仅恒星质量模型在统计上是强烈优选的。虽然恒星残骸的致密核心可以解释高达$\sim 5 \times 10^5$ M $_\odot$的动力学质量，但它们可能无法解释更高的范围。这就留下了一个可能性，即这种不发光的动力学质量成分是由非重子暗物质组成的。与矮球状星系周围的暗物质分布相比，半人马座欧米茄暗物质成分更加集中。将不发光的质量分布解释为粒子暗物质，我们使用这些结果来获得J因子，该因子设置了对湮灭截面的灵敏度。对于所考虑的数据集，中值J因子的范围是$\sim 10^{22} - 10^{24}$ GeV $^2$ cm $^{-5}$，这比任何矮球状星系得到的都要大。
2022-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining ultralight bosonic dark matter with Keck observations of S2's orbit and kinematics
超轻玻色子暗物质有望在银河系中心的超大质量黑洞（SMBH）周围形成云。随着对SMBH周围恒星运动学观测精度的提高，这种暗物质云的微小效应，包括其引力扰动和与普通物质的直接耦合，可能会被探测到。在这项工作中，我们使用Sgr~A* 周围的S2星的精确轨道测量来寻找标量云的可能证据。我们求解了一阶后牛顿方程，同时考虑了标量云的扩展质量分布和通过Higgs门或光子门相互作用产生的附加耦合引起的频移。此外，我们还研究了气体和恒星残余物的天体物理幂律分量的影响。我们发现S2星的天体测量和光谱数据与Sgr~A* 的点状质量的假设是一致的。因此，我们得到的新的相互作用和扩展质量的耦合的上限，有和没有从天体物理组件的贡献。对于$3.2\times 10^{-19}$ ~eV和$1.6\times 10^{-18}$ ~eV之间的标量质量窗口，Higgs/光子耦合和标量云的扩展质量的极限是最严格的。
2022-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal forces from the wake of dynamical friction: warps, lopsidedness and kinematic misalignment
当一个星系在暗物质粒子背景中运动时，会产生一个高密度的暗物质粒子或尾流。尾流对星系的反作用是一个力场，可以分解为一个有效的减速（称为动力学摩擦）和一个潮汐场。在本文中，我们确定的潮汐力，从而产生的星系，以及由此产生的观测，这是扭曲，lopsidedness和/或运动光度位置角失调。我们估计的潮汐效应的大小需要复制孤立星系IC 2487上观察到的翘曲和不平衡。在暗物质分布特性的实际范围内，可以再现IC 2487所观察到的扭曲和不平衡的运动学特性（暗物质粒子的背景介质具有$\lesssim 80\,{\rm km\,s^{-1}}$的速度色散和$10^4-10^5~{\rm M_\odot\,kpc^{-3}}$的密度，更可能在下端）。我们的结论是，提出的机制可以产生翘曲，偏心和失调观察孤立星系或星系松散的群体。该方法也可用于约束暗物质的空间和速度分布特性。
2020-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The shape of dark matter halo in PRG NGC 4262
为了确定暗物质的空间分布，我们对极环星系NGC 4262进行了研究。我们使用的恒星运动学数据的中心星系的光学光谱与信息的中性氢的运动学的极性组件。结果表明，NGC4262是典型的极环星系，其组成部分之间的相对夹角为$88^{\circ}$。从中央星系和环运动学的模拟中，我们发现暗物质分布的形状随半径变化很大。也就是说，暗物质晕向银盘平面$c/a=0.4$变平，但它向远离中央星系$c/a=1.7$的正交（极）平面变长。此外，环演化的模拟让我们确认了环的稳定性和其中准螺旋结构的形成。
2014-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing dark matter haloes of spiral galaxies at poorly explored distances using satellite kinematics
我们目前的结果，旨在研究的暗物质晕的分布非常大的半径在螺旋星系的试点项目。作为动力学探测，我们使用它们的自转曲线和卫星星系的运动布居。在这个试验阶段，我们观测到了7个光度M_R ~ -22（质量也大致相同）的晚型旋涡星系。我们调查这些星系的运动学，和他们的卫星的径向和角分布。利用VIMOS在VLT，我们进行了光谱调查，在7个14'× 14'领域的每一个晚型孤立的螺旋星系。我们获得了77颗候选卫星的径向速度和空间分布。除去这些闯入者后，我们只剩下61颗真正的卫星。结合主星系的自转曲线，卫星被用来探测主星系的引力势，并通过标准的质量模型技术推导出暗物质晕的性质。我们发现（a）发光螺旋的暗物质晕（M_R ~ -22）的维里半径约为400 kpc，维里质量为3.5 × 10^12 Msun;（b）主星周围卫星的径向速度和角分布是各向同性的;以及（c）由此产生的质量分布与螺旋光学区的质量分布非常一致，并由螺旋的普遍旋转曲线外推到大半径。该项目试验阶段取得的成果已经很有意义，但仅限于少量统计数据。整个项目涉及一个数量级以上的目标，将很可能为我们提供一个明确的图片周围的暗物质分布螺旋出他们的维里半径和超越。
2011-06-25 astro-ph.CO
Particle Dark Matter: Status and Searches
简要概述了粒子暗物质的现象学和一些最广泛研究的暗物质候选者的属性。直接和间接的暗物质搜索的最新进展进行了讨论。
2010-03-24 astro-ph.CO
Harnessing stellar kinematics to constrain dark energy with the double-source-plane gravitational lens SDSS J0946+1006
The University of Sydney（悉尼大学）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）
本研究利用恒星运动学约束多平面透镜模型，消除质量片简并，通过SDSS J0946+1006系统联合HST成像与VLT-MUSE速度弥散数据，获得与Planck和Pantheon一致的暗能量约束，并展示其在w0-wa平面上的互补价值。
2026-09-09 astro-ph.CO
Kinematics of Milky Way Satellites: Mass Estimates, Rotation Limits, and Proper Motions
在过去的几年里，来自银河系卫星星系的高分辨率运动学数据集已经证实了早期的迹象，这些系统是暗物质占主导地位的对象。要进一步了解这些星系所揭示的宇宙学和暗物质的小尺度结构，在很大程度上依赖于对其内部运动学的更详细的解释。本文讨论了一个可能的形式主义，提取重要的数量从运动学数据，包括幅度的旋转，自行，和质量分布。在最简单的模型上的旋转振幅的投影误差示出为$\sim 0.5 $公里秒$^{-1}$与$\sim 10^3$恒星从经典或超微弱的卫星。对玉夫座星系的旋转信号进行了分析，没有发现明显的旋转检测，并给出了这个结果的限制，推导出玉夫座自行。模型选择的标准进行了讨论，确定所需的参数来描述的暗物质晕密度分布和恒星速度各向异性。应用到四个数据集的速度范围很广，被发现的可能性是更敏感的变化比速度各向异性的变化的暗物质密度分布的斜率。具有可变径向速度各向异性的模型被证明是优选的相对于那些在该数量是恒定的，在所有半径的星系。
2009-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
First results on the search for dark matter in the Sun with the ANTARES neutrino telescope
ANTARES合作目前正在运行北半球最大的中微子探测器。ANTARES的目标之一是寻找宇宙中的暗物质。本文介绍了利用ANTARES探测器在太阳中探测暗物质的初步结果，以及利用ANTARES探测器探测太阳中暗物质的灵敏度研究结果和KM3NeT联合体研制的未来100公里中微子望远镜的灵敏度研究结果。
2009-07-20 astro-ph.CO
Semi-analytic Inference of Satellite Densities in the Cold Dark Matter Model Part I. Comparison to Ultra-faint Dwarf Kinematics
Leinweber Institute for Theoretical Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校莱因韦伯理论物理研究所）；Theoretical Physics Group, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室理论物理组）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of California - Irvine（加州大学尔湾分校物理与天文学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）
本研究通过半解析方法对比银河系极暗矮星系的两种密度估计，发现其中心暗物质密度与冷暗物质范式预期存在约2.4σ差异，为检验CDM模型提供了新的稳健程序。
2026-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Exploring the dark sector through galaxy dynamics in clusters
INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；IFPU-Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；Dipartimento di Fisica G. Occhialini, Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学G.奥恰利尼物理系）；Dipartimento di Fisica, Università di Torino（都灵大学物理系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；Accademia delle Scienze di Torino（都灵科学院）
本文综述星系团成员星系运动学方法，用于精确测定质量轮廓，约束暗物质、暗能量及兆秒差距尺度引力，并展望未来光谱巡天在精密宇宙学中的应用。
2026-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing Dark Matter Halos with Satellite Kinematics and the Central Stellar Velocity Dispersion of Galaxies
有人提出星系中心恒星速度色散可以直接追踪暗物质晕质量。我们测试这一假设使用一个完整的光谱样本的孤立星系周围的微弱的卫星星系从斯隆数字巡天数据发布12。我们应用一个朋友的朋友的算法与投影连接长度$ΔD < 100$ kpc和径向速度连接长度$ΔV < 1000$ km s $^{-1}$来构建我们的样本。我们的样本包括$0.01 < z < 0.14$的2807个孤立星系和3417个卫星星系。我们根据主星系的颜色将样本分为两组：红色和蓝色主星系，它们在$(g-r)_{0} = 0.85$处分开。原始星系的中心恒星速度色散与同一星系的光度和恒星质量成正比。根据主星系中心的速度色散对样本进行叠加，得到了其卫星星系的速度色散，它跟踪了主星系的暗物质晕质量。卫星星系的系统速度色散与主星系的中心速度色散在红、蓝两个样本中都表现出非常紧密的相关性。特别地，对于红原色系统，该关系的斜率等于1。这种紧密的关系表明，星系的中心恒星速度色散确实是暗物质晕质量的有效和强大的示踪剂。我们提供了中心恒星速度色散和暗物质晕质量之间的经验关系。
2020-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Biases in inferring dark matter profiles from dynamical and lensing measurements
在旋涡星系旋转曲线中，盘和晕贡献之间的简并使得很难全面了解像我们银河系这样的盘星系中重子和暗物质的分布。使用模拟数据，我们研究如何约束暗物质配置文件从运动学，强透镜，或两者的组合受到假设的影响晕模型。我们比较了四种不同的模型：球形等温和Navarro-Frenk-White晕，以及球形和椭圆形Burkert晕。对于运动学和透镜效应，我们发现不同的模型很好地拟合了数据，但给出的封闭质量与真实质量不一致（即，输入）值。当输入和拟合模型在具有核心或尖点轮廓方面不同时（例如当底层暗物质分布遵循不同轮廓时拟合NFW模型），这尤其值得注意。我们发现，质量偏差与透镜比与运动学更明显，使用这两种方法可以帮助减少偏差，并提供更强的约束暗物质分布。
2018-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitino dark matter and baryon asymmetry from Q-ball decay in gauge mediation
我们研究了规范介导超对称性破缺中的Q球衰变。Q球主要衰变为核子，部分衰变为引力子，而它们在运动学上被禁止衰变为对宇宙有害的超粒子。这是通过Q球电荷来实现的，Q球电荷小到足以对于衰变不稳定，并且大到足以在运动学上被保护免受不想要的衰变通道。这样，我们就可以得到适当数量的重子不对称性和宇宙的暗物质，从而避开任何天体物理学和宇宙学的观测约束，比如大爆炸核合成，这在文献中还没有得到适当的处理。
2011-07-08 astro-ph.CO hep-ph
The missing matter problem: from the dark matter search to alternative hypotheses
暗物质是天体物理学和粒子物理学中最重要的未解决问题之一。我们回顾了暗物质的理论和实验研究现状，并讨论了各种假说。
2011-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Dark matter searches using accelerometer-based networks
暗物质是当今物理学中最大的未决问题之一。众所周知，它与发光物质的引力相互作用，因此基于加速度计的搜索本质上是有趣的。在这篇文章中，我们提出了最近（和未来）的搜索暗物质的候选人，如弱相互作用的物质被困在地球内部，标量物质畴壁和轴子夸克金块，与加速度计网络，并给出了一个新的原子干涉为基础的加速度计网络如何支持暗物质搜索的前景。
2021-03-15 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter heats up in dwarf galaxies
由爆发性恒星形成驱动的引力势波动可以在运动学上“加热”矮星系中心的暗物质。这种模型的一个关键预测是，在固定的暗物质晕质量下，恒星质量较高的矮星中心暗物质密度较低。我们利用恒星运动学和HI气体自转曲线来推断8个矮球状和8个矮不规则星系的内部暗物质密度，这些星系具有广泛的恒星形成历史。对于所有的星系，我们估计的暗物质密度在一个共同的半径为150 pc，$ρ_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})$。我们发现，我们的样本矮星分为两个不同的类。那些在超过6个光年前就停止形成恒星的恒星倾向于中心密度$ρ_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})>10^8\,{\rm M}_\odot\,{\rm kpc}^{-3}$，这与冷的暗物质尖端一致，而那些恒星形成时间更长的恒星倾向于$ρ_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})<10^8\,{\rm M}_{\odot}\,{\rm kpc}^{-3}$，这与较浅的暗物质核心一致。使用丰度匹配推断前坠晕质量，$M_{200}$，我们表明，这种二分法是在很好的协议与模型中，暗物质被加热的爆发性恒星形成。特别是，我们发现，$ρ_{\rm DM}(150\,\mathrm{pc})$稳步减少增加恒星质量晕质量比，$M_*/M_{200}$。我们的研究结果表明，在主导秩序中，暗物质是一种冷的、无碰撞的流体，可以在运动学…
2019-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutrino telescope searches for dark matter in the Sun
本文简要回顾了利用太阳高能中微子研究暗物质的一些最新进展和未来发展方向。这包括能够重新铸造中微子望远镜限制核散射的暗物质任意新的理论，和新的计算太阳大气背景相关的搜索。我还谈到了新物理学在全球搜索中的应用，以及改进太阳中非对称暗物质搜索的前景。
2017-10-14 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter profiles of SPARC galaxies: a challenge to fuzzy dark matter
本文用贝叶斯框架和模型比较分析SPARC星系旋转曲线，发现过半星系偏好模糊暗物质轮廓，但粒子质量无法用单一值拟合全部星系。
2022-07-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistics for dark matter subhalo searches in gamma rays from a kinematically constrained population model: Fermi-LAT-like telescopes
冷的暗物质暗晕预计会大量存在于星系中。如果暗物质自我湮灭，这些物体就成为间接搜索的主要目标，特别是用伽马射线望远镜。顺便说一句，费米-LAT目录已经包含了许多可能与subhalos有关的未知来源。在本文中，我们确定的概率subhalos被确定为γ射线点状源从它们的预测分布特性。我们使用半分析模型的银河系subhalo人口，这与宇宙学模拟，可以完全符合目前的运动学约束在银河系中，并没有分辨率限制。该模型采用了潮汐剥离的影响，从一个现实的分布在银河系中的重子。同样的重子分布也贡献了一个弥散的伽马射线前景，它与光滑的暗物质和未分辨的暗晕产生的前景相加，而这在暗晕搜索中常常被忽视。这种配置意味着点状subhalo信号和弥漫的背景之间的相关性。基于这种半解析建模，我们生成模拟伽马射线数据假设一个理想化的望远镜类似费米-LAT和执行的可能性分析，以估计当前和未来的敏感性，在相关的参数空间中的subhalos。我们发现了一些可检测的subhalos的顺序${\cal O}(<1)$乐观的模型参数和WIMP质量为100 GeV，最大化的核心主机晕。这几乎不支持目前对几个费米不明来源的解释。我们还发现，它更有可能检测到光滑的星系晕本身subhalos之前，应该暗物质在GeV-TeV的质量范围内通过$s$波过程的自我湮灭。
2022-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Not so fuzzy: excluding FDM with sizes and stellar kinematics of ultra-faint dwarf galaxies
我们利用观测到的超暗矮（UFD）星系来约束超轻暗物质的粒子质量。在维里化的“模糊”暗物质（FDM）晕中，由波干涉产生的潜在波动动态地加热了UFD中的恒星轨道，其中一些表现出$\lesssim$ 3 km/s的速度色散和$\lesssim$ 40 pc的大小。使用FDM晕的模拟，以及Segue 1和Segue 2 UFD中的尺寸和恒星径向速度的现有测量，我们推导出暗物质粒子质量的下限为$m_{fdm} > 3\times 10^{-19}$ eV，置信度为99%，边缘化超过主机晕圆速度。这个约束是保守的，因为它是在假设孤立子加热可以忽略不计，并且没有其他来源的非FDM动态加热的恒星操作，以增加速度色散。它可以通过未来对超暗星系中更多恒星的光谱观测以及收紧孤立子大小-晕质量关系的理论约束来加强。然而，即使是目前保守的FDM质量下限，也使得这个模型在现有天文观测所探测的尺度上与冷暗物质无法区分。
2022-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astrophysical Interplay in Dark Matter Searches
我讨论了暗物质搜索的最新进展，特别是如何严格建模的暗物质分布在银河系及其卫星星系提高了我们的解释的限制湮灭和弹性散射截面。展望间接和直接的搜索，将在未来十年内运作，我审查的方法提取的暗物质在这些实验中存在未知的银河系模型参数的属性。
2012-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Searching for Dark Photon Dark Matter in LIGO O1 Data
暗物质存在于我们的宇宙中，但它的性质仍然是神秘的。激光干涉引力波天文台（LIGO）的非凡灵敏度可能能够解开这个谜团。超轻暗光子是一个很好的暗物质候选者。由于它与普通物质的相互作用，它会引起LIGO反射镜的位移，从而产生可观察到的信号。在一项连接引力波科学和粒子物理学的研究中，我们使用LIGO第一次（O1）数据运行的数据进行直接的暗物质搜索，而不是通过产生引力波间接搜索暗物质。我们证明了在$U(1)_{\rm B}$暗光子暗物质质量带周围$m_{\rm A} \sim 4 \times 10^{-13}$ eV的$\sim 4 \times 10^{-45}$平方耦合上实现的灵敏度。在未来几年里，LIGO和其他引力波探测器在不断发展的全球网络中继续采集数据，预计搜索灵敏度将大大提高。
2019-12-11 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Focusing and Substructure Effects on the Rate Modulation in Direct Dark Matter Searches
我们研究了太阳对暗物质的引力聚焦（GF）如何影响非定向直接暗物质搜索中预期信号的年度和两年调制，在局部暗晕中存在暗物质子结构.我们认为人马座流和一个可能的黑暗的磁盘，并表明，GF抑制一些，但不是所有的显着特点，将表征子结构的黑暗晕被GF忽略。
2015-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Direct Dark Matter Searches: Fits to WIMP Candidates
在简要介绍了一般的暗物质和作为候选者的WIMP之后，我们回顾了直接暗物质搜索的最新结果。我们专注于旧的和最近的提示，指出轻WIMP的质量低于10 GeV。
2011-06-30 astro-ph.CO hep-ph
