Testing the Cubic Galileon Gravity model by the Milky Way rotation curve and SPARC data
近年来,立方伽利略引力(CGG)模型被认为是广义相对论的替代引力理论。该模型包括一个额外的场势项,可以作为“第五力”。在这篇文章中,我们研究了这种额外的力项是否可以在没有暗物质的帮助下解释星系中的质量缺失问题的可能性。利用银河系自转曲线和Spitzer Photomery & Accurate Rotation Curves数据,我们证明了CGG模型可以在没有暗物质的情况下满意地解释这些自转曲线的形状。CGG模型可以被看作是挑战现有暗物质范式的一种新的替代理论。
2018-03-09 astro-ph.GA
Discovery of rotation axis alignments in Milky Way globular clusters
近年来越来越多的观测结果表明,某些球状星团在绕银河系中心运行的轨道上表现出内旋现象。基于这些发现,我们寻找球状星团的轨道相对于银河系平面的倾角与它们的自转倾角之间的任何关系。我们发现相对倾角,在旋转轴倾角-轨道轴倾角的意义上,是球状星团轨道倾角的函数。旋转轴和轨道轴对准,倾角为~ 56度,而旋转轴倾角远离轨道倾角,在~ 20度和-20度之间,后者从0度增加到90度。我们进一步研究了这种线性关系的起源,发现与球状星团轨道的半长轴和偏心率无关,也与内部旋转强度、球状星团的大小、实际质量和潮汐扰动质量、半质量弛豫时间等无关。揭示的关系将影响到球状星团内旋转的数值模拟的发展,我们对球状星团与银河系引力场的相互作用的理解,并对观测活动,以增加研究的球状星团检测到内旋转的数量。
2020-06-11 astro-ph.GA
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
Rotation curve of the Milky Way from Classical Cepheids
螺旋星系平坦的自转曲线被认为是暗物质存在的证据,但银河系的自转曲线很难测量。各种物体被用来跟踪银河系外部的旋转曲线,但大多数研究依赖于不完整的运动学信息和不准确的距离。在这里,我们使用一个样本的773经典造父变星的精确距离的基础上,中红外周期光度关系加上自行和径向速度从盖亚构建银河系的精确旋转曲线的距离~20千秒差距的银河系中心。我们使用一个简单的银河系旋转模型来测量太阳的旋转速度Theta_0 = 233.6 +/- 2.8 km/s,假设从重力合作组到银河系中心的距离R_0 = 8.122 +/- 0.031 kpc。在银心距离4 < R < 20 kpc时,自转曲线几乎是平坦的,只有-1.34 +/- 0.21 km/s/kpc的小梯度。这是迄今为止在距离R > 12 kpc处构建的最精确的银河系旋转曲线。
2018-12-11 astro-ph.GA
Rotation and Mass in the Milky Way and Spiral Galaxies
[PASJ综述论文】自转曲线是推导旋涡星系质量分布的基本工具。在这篇综述中,我们描述了各种方法来测量旋转曲线在银河系和旋涡星系。然后,我们描述了两种主要的方法来计算质量分布使用的旋转曲线。通过直接方法,质量是由旋转速度计算的,而不采用质量模型。利用分解方法,通过模型拟合,将旋转曲线反卷积为多个质量分量,并假设存在黑洞、黑洞核、指数盘和暗晕。该分解可用于质量分量动力学参数之间的统计相关分析。我们还回顾了最近的观察和衍生结果。(完整分辨率副本可在URL:http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/~sofue/htdocs/PASJreview2016/上获得)
2016-08-30 astro-ph.GA
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
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
Decoding the Galactic Twirl: The Downfall of Milky Way-mass Galaxies Rotation Curves in the FIRE Simulations
本文利用FIRE-2模拟和合成Gaia数据检验银河系旋转曲线测量中的系统误差,发现偏差达5%-20%,并重新推导出与NFW轮廓一致的暗物质密度分布及维里质量,建议结合多种探测手段研究暗物质轮廓。
2025-03-07 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
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
Constraining the vertical structure of the Milky Way rotation by microlensing in a finite-width global disk model
本文在有限宽的全球盘模型框架下模拟了银河系质量分布的垂直结构。仅假设银河系的旋转曲线,我们在太阳轨道内测试模型对两个可测量且彼此无关的过程的预测:引力微透镜,其允许通过最佳拟合测量来固定盘宽度尺度,以及在准圆形轨道近似中建模的旋转的垂直梯度。前者对致密物体中的引力质量敏感,后者对各种引力物质敏感。分析指出,所考虑的磁盘的一个小的宽度尺度,最多,在太阳圈中的非重子暗物质的贡献微不足道。旋转中预测的高垂直梯度值与梯度测量结果一致。
2014-04-24 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
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
Decrease in Milky Way rotation curve revisited
本研究针对近期三篇论文提出的银河系旋转曲线开普勒下降结论,通过对比其引力势结果与银河系轴对称假设,发现20 kpc外银晕近球对称,证明其所用轴对称Jeans方程与最终模型不匹配。
2025-07-31 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
The incorrect rotation curve of the Milky Way
在对银河系自转曲线的基本探索中,切点(TP)方法一直是从气体成分的观测中推断银河系盘内部低纬度区域速度的最简单方法。我们测试的有效性的方法对现实的气体分布和运动学的银河系,使用数值模拟的银河系。我们发现,由此产生的速度分布强烈偏离真实的旋转曲线的模拟,因为它高估了它在中心区域,低估了它周围的酒吧共转。此外,它的形状强烈依赖于恒星棒的方向。这种差异是由高度不均匀的方位角速度以及TP方法对沿杆和螺旋臂的高速气体或在较不致密区域的低速气体的系统选择造成的。速度剖面仅在共转以外与自转曲线吻合较好,远离大质量非对称结构。因此,在4.5<R<8 kpc的范围内,用TP方法推断的银河系速度剖面与真实的银河系自转曲线非常接近。另一个结果是,R<4-4.5 kpc的银河系速度剖面很可能是不均匀的方位角速度,并不代表真正的银河系旋转曲线,而是局部运动。最里面的旋转曲线的真实形状可能比以前想象的要浅。使用错误的旋转曲线对质量分布的建模有显著影响,特别是对于凸起部分,其在中心kpc和尺度半径内导出的封闭质量分别是实际值的两倍和一半。因此,我们强烈反对使用终极速度或TP方法的速度曲线来模拟银河系的质量分布。(节略)
2015-04-11 astro-ph.GA
Milky Way Kinematics. II. A uniform inner Galaxy HI terminal velocity curve
利用VLA银道面巡天的氢原子数据,我们测量了银河系第一象限氢原子终极速度随经度的变化。我们使用这些数据,加上我们以前的工作,银河系第四象限,产生一个密集的采样,均匀测量,南北银河系之间的旋转曲线$3~{\rm kpc} < R < 8~{\rm kpc}$。我们为第一和第四象限确定了一个新的关节旋转曲线拟合,这与我们在McClure-Griffiths \& Dickey(2007)中发表的拟合一致,并且可以用于估计太阳圈内部的运动学距离。旋转曲线中的结构现在被精确地定义,在$\sim 200$ pc的长度上显示出显著的速度结构,这比旋转曲线的空间分辨率大得多。此外,即使在减去圆形旋转拟合之后,第一和第四象限的旋转曲线的形状也显示出与$4.2 < R < 7$ kpc之间的大致正弦图案的惊人程度的相关性。
2016-08-12 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
Rotation of Halo Populations in the Milky Way and M31
我们搜索的旋转的迹象,在子系统的银河系和M31的卫星星系,他们的球状星团人口,他们的BHB恒星定义。引入一组简单的分布函数来描述嵌入在近似Navarro-Frenk-White形式的暗晕中的各向异性和旋转的恒星星族。在银河系晕中的BHB星表现出一种二分性,即顺时针旋转的相对富含金属的组分([Fe/H] > -2)和逆时针旋转的相对贫金属的组分([Fe/H] < -2)。富镁金属的星族可能与一颗大质量卫星(约10^9太阳质量)的吸积有关。贫金属星族可能掩盖了原始恒星晕,因此净逆行自转可能反映了我们采用的当地标准静止圆速度θ_0的低估。如果θ_0为~ 240 km/s,则贫金属组分没有旋转,并且在富金属组分中存在~45 km/s的净负旋转信号。有合理的证据表明,银河系球状星团和卫星星系系统分别以<v_phi>~50 km/s和<v_phi>~ 40 km/s的速度旋转。此外,当卫星星系的角动量矢量相对于盘的法线倾斜时,发现卫星星系的信号更强。M31的矮球状卫星相对于M31盘呈现出<v_phi>约40 km/s的近轴自转。我们假设这群矮椭球体可能有着共同的起源。我们还发现了M31的球状星团中系统自转的强有力证据,特别是对于最富金属的星团。
2010-09-30 astro-ph.GA
Broken degeneracies: the rotation curve and velocity anisotropy of the Milky Way halo
我们使用银河系中心距离为16 < r/kpc < 48的遥远的蓝色水平分支恒星作为银河系暗晕的运动学示踪剂。我们模型的示踪剂密度作为一个扁圆形,幂律嵌入在一个球形幂律潜在的。使用分布函数的方法,我们估计总的幂律势和速度各向异性的晕示踪剂。我们测得势能的斜率为γ ~ 0.4,50千秒差距内的总质量为~ 4 × 10^11 M_sol。示踪剂的速度各向异性径向偏置β ~ 0.5,这是在良好的协议与当地的太阳附近的研究。我们的结果提供了一个精确的外圆速度分布的银河系,并建议一个相对较高的浓度暗物质晕(c_vir ~ 20)。
2012-05-29 astro-ph.GA
The Doppler effect of the Milky Way rotation on mHz gravitational waves
Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie(巴黎西岱大学,法国国家科学研究中心,亚原子粒子与宇宙学)
通过建模银河系恒星密度和速度分布,考虑多普勒频移,利用Fisher矩阵预测LISA区分运动学效应的能力,发现忽略银河系自转会导致参数推断偏差。
2026-11-13 astro-ph.GA
Observing Correlations Between Dark Matter Accretion and Galaxy Growth: I. Recent Star Formation Activity in Isolated Milky Way-Mass Galaxies
星系晕上的新鲜气体吸积和星系恒星形成之间的相关性对于理解星系形成至关重要。不同的理论模型已经预测了晕吸积率和星系恒星形成率之间不同的相关强度,从强正相关到很少或没有相关。在这里,我们提出了一种技术,观测测量孤立的银河系质量的星系与$z < 0.123$的相关强度。这项技术是基于暗物质吸积率和邻近星系的投影密度分布之间的相关性;这些相关性也是过去关于回溅半径的工作的基础。我们将我们的技术应用于斯隆数字巡天中观测到的星系以及UniverseMachine中的模拟星系,在那里我们可以测试任何所需的相关强度。我们发现,暗物质吸积和最近的恒星形成活动之间的正相关性被排除与$\gtrsim 85\%$的信心。我们的研究结果表明,恒星形成活动可能不与新鲜吸积孤立的银河系质量的星系在$z=0$和其他过程,如气体循环,占主导地位的星系进一步增长。
2020-11-23 astro-ph.GA
MilkyWay@home: Harnessing volunteer computers to constrain dark matter in the Milky Way
MilkyWay@home是一个志愿者计算项目,允许世界上每个国家的人自愿将他们闲置的处理器用于银河系研究。目前,超过25,000人(自2007年11月9日以来为150,000人)为我们的项目贡献了大约半PetaFLOPS的计算能力。我们目前运行两种类型的应用程序:一个应用程序适合使用统计光度视差的潮汐流的空间密度分布,和其他应用程序发现的N体模拟参数,产生潮汐流,最佳匹配已知潮汐流的测量密度分布。流拟合应用程序开发良好,并正在产生已发表的结果。人马座矮型先导潮汐尾已经拟合完成,目前算法正在拖尾潮汐尾和分叉碎片上运行。我们很快就会有一个自洽的模型,用于恒星晕和最大潮汐流的光滑部分的密度。$N$天体应用程序已经实现,仅用于拟合矮星系的祖先属性,目前处于测试阶段。我们使用地球移动距离的方法来衡量适合的恒星密度沿潮汐流。我们将添加额外的空间维度,以及运动学的措施,在一个零碎的方式,最终的目标是拟合的轨道和银河系的潜力参数(从而暗物质的密度分布)使用多个潮汐流。
2014-11-21 astro-ph.GA
$\texttt{galkin}$: a new compilation of the Milky Way rotation curve data
我们提出了$\texttt{galkin}$,一个新的汇编运动学测量跟踪我们的银河系的旋转曲线,连同一个工具来处理数据。编译优化银河中心半径在3和20千秒差距之间,包括气体,恒星和脉泽的运动学,从近四十年的文献中仔细收集了总共2780测量。提供了一个简单的、用户友好的工具来选择、处理和检索所考虑的所有源参考的数据。这一工具是特别设计的,以促进在银河系动力学研究中使用运动学数据,其应用范围从暗物质限制到修正重力测试。
2017-02-28 astro-ph.GA
A Survey of Extragalactic Faraday Rotation at High Galactic Latitude: The Vertical Magnetic Field of the Milky Way towards the Galactic Poles
我们提出了一个研究的垂直磁场的银河系对银河系的两极,确定从法拉第旋转的观测超过1000个极化河外射电源在银河系纬度|b| > 77度,使用Westerbork射电综合望远镜和澳大利亚望远镜紧凑阵列。我们发现银河系南北两极的旋转测量中值(RM)分别为0.0 +/- 0.5 rad/m^2和+6.3 +/- 0.7 rad/m^2,这表明在太阳位置的银河系中不存在相干的垂直磁场。如果这是银河系磁性的一个整体性质,那么整个圆盘的对称性的缺乏排除了银河系磁场的纯偶极或四极几何。在我们的数据中看到的RM的角度波动显示在~ 0.1到25度的范围内没有优选的尺度。观测到的RM的标准差约为9 rad/m^2,这意味着在银河系高纬度的温暖电离介质中,随机磁场的强度上限约为1微高斯。
2010-03-23 astro-ph.GA
The Gaia-ESO Survey: a quiescent Milky Way with no significant dark/stellar accreted disc
根据我们目前的宇宙学模型,像银河系这样的星系在其一生中预计会经历多次合并。最大质量的合并星系将被拖向盘平面,将恒星和暗物质沉积到吸积盘结构中。在这项工作中,我们利用Ruchti等人开发的化学动力学模板来寻找吸积星。我们将该模板应用于Gaia-ESO光谱巡天第三次内部数据发布中的4,675颗恒星样本。我们发现吸积晕星的一个重要组成部分,但没有发现吸积盘组件的证据。这表明,银河系的合并历史相当平静,因为它的圆盘形成于大约80 - 100亿年前,因此没有明显的暗物质圆盘。
2015-04-09 astro-ph.GA
Machine Learning the Dark Matter Halo Mass of the Milky Way
University of Arizona(亚利桑那大学);Villanova University(维拉诺瓦大学);University of Utah(犹他大学)
本研究提出基于神经网络的银河系暗物质晕质量测算方法,突破过往方法的多项假设限制,适用于宽质量范围,测得银河系暗晕质量为log₁₀ M_vir / M_Sun = 12.20^{+0.163}_{-0.138},后续将拓展至M31及更多暗晕属性研究。
2025-10-02 astro-ph.GA
Addressing via N-body simulations the distribution of the satellite tidal debris in the Milky Way environment
我们研究了银河系卫星、恒星和暗物质碎片的分布。对于第一次,我们解决的问题,同时利用模拟卫星的潮汐中断a)一组现实的轨道从宇宙学模拟中提取,b)一个三个组成部分的主机星系与活晕,光盘和凸起组件,和c)卫星流体动力学模拟。我们分析的统计特性的卫星碎片的所有大规模星系到达内银河系的时间尺度为2 Gyr。多达80 $\%$的暗物质从卫星上剥离,而这发生在多达30 $\%$的恒星上。恒星碎片大多数终止于银河系内晕,而暗物质碎片在整个主晕上显示出平坦的质量分布。暗物质碎片遵循内幂律指数$α_{\rm DM}=-0.66$和外幂律指数$β_{\rm DM}=2.94$的密度分布,而恒星$α_{*}=-0.44$和$β_{*}=6.17$则遵循外幂律指数。在25 kpc内,恒星碎片的分布比暗物质碎片的分布更平坦,它们的短轴方向也有很大差异。将星盘的方向改变90 $^{\rm{o}}$,对卫星碎片的分布只有很小的影响。我们的结果表明,暗物质比银河系卫星上的恒星更容易剥离。碎片的结构受卫星轨道特性的支配。恒星和暗物质碎片的径向剖面、扁平度和方向都有很大的不同,这就妨碍了从观测到的恒星成分预测暗物质的分布。
2020-03-20 astro-ph.GA
A Universal SFDM Halo Mass for the Andromeda and Milky Way's dSphs?
矮球状星系是最常见的星系类型,也是宇宙中最主要的暗物质。因此,它们是测试任何暗物质模型的理想实验室。玻色-爱因斯坦凝聚体/标量场暗物质模型认为暗物质是由无自旋的超轻粒子组成的,这些粒子可以用一个标量场来描述。这个模型是$Λ$ -冷暗物质模型的替代。在这项工作中,我研究了银河系和仙女座矮球状卫星星系的运动学,标量场/BEC暗物质范式下的两个限制:当自相互作用参数等于零,当自相互作用参数为$\gg1$。我发现矮球状星系具有非常高的质光比(高于$100$)是在更好的协议与NFW的质量密度分布。另一方面,相对低的质光比和高光度的矮球状星系更好地描述与SFDM模型。这样的结果对于进一步以矮星系动力学为工具来检验替代的暗物质模型是非常令人鼓舞的。
2015-07-21 astro-ph.GA
CO-dark gas and molecular filaments in Milky Way-type galaxies - II: The temperature distribution of the gas
利用AREPO动网格程序模拟了一系列盘星系中CO暗分子氢(H2)的温度分布。在类似于银河系的条件下,我们发现H2在10 - 100 K范围内具有平坦的温度分布。在$T < 30$ K下,气体几乎完全是分子的,并且具有高的CO含量,而在$T > 30$ K下,H2分数跨越更宽的范围,并且CO含量小,允许我们将这两个区域中的气体分别分类为CO-亮和CO-暗。CO暗H2中的平均声速为0.64 km/s,显著低于冷原子气体中的值(1.15 km/s),这意味着CO暗分子相比其原子相更容易受到湍流压缩和引力坍缩的影响。我们进一步表明,CO暗H2的温度是非常敏感的星际辐射场的强度,但在CO亮H2的条件基本保持不变。最后,我们研究的有用性的[CII]和[OI]精细结构线作为示踪剂的CO-暗气体。我们表明,在银河系一样的条件下,从这种气体扩散[CII]发射应该是可检测的。然而,它是这种气体的有问题的示踪剂,因为在发射的亮度和H2表面密度之间仅存在弱相关性。[OI]线的情况甚至更糟,它与H2表面密度没有相关性。
2016-07-27 astro-ph.GA
Where do High-Velocity Dark Matter Particles come from in the Milky Way?
本研究通过大体积暗物质模拟,发现银河系中高速暗物质粒子比例平均约为1.3×10^-5,且主要来自大麦哲伦云,邻近大质量晕可将其密度提升约10倍。
2025-02-24 astro-ph.GA
Dark matter halo cores and the tidal survival of Milky Way satellites
冷暗物质(CDM)晕的尖形中心密度剖面使它们对潮汐的破坏具有高度的弹性。暗物质粒子之间的自相互作用,或者重子的循环,可能会导致形成一个恒定密度的核心,这将使晕更容易受到潮汐破坏。我们使用N体模拟研究NFW样的“核心”subhaloes在一个大规模的主机的潮汐场的演变,并确定的标准和时间尺度的完整的潮汐中断。我们的研究结果意味着银河系卫星的生存对暗物质核心的大小产生了限制。事实上,我们发现,在近心点小于10千秒差距的轨道上,核心大于其初始NFW尺度半径的1%的次晕都不能存活一个哈勃时间。像杜鹃3号这样的卫星,近心点约为3.5千秒差距,必须有一个小于2秒差距的核心大小,才能在目前的轨道上生存三个轨道周期。自相互作用暗物质(SIDM)模型中预期的核心尺寸(速度无关的截面为1 cm^2/g)似乎与近心半径小的超暗卫星(如Tuc 3、Seg 1、Seg 2、Ret 2、Tri 2和Wil 1)不相容,因为如果这些卫星在10 Gyr前吸积到银河系上,它们应该已经完全破裂。这些结果表明,许多卫星的核心尺寸非常小,与CDM尖点一致。在小近心半径轨道上发现更多的银河系卫星将加强这些结论,并允许对核心大小进行更严格的上限。
2022-12-26 astro-ph.GA
The DREAMS Project: Disentangling the Impact of Halo-to-Halo Variance and Baryonic Feedback on Milky Way Dark Matter Density Profiles
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Princeton University(普林斯顿大学);Flatiron Institute(平顿研究所);CERN(欧洲核子研究组织);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
研究通过DREAMS项目模拟的1024个银河系质量暗物质晕,探讨恒星反馈和星系间方差对暗物质密度剖面的影响,发现大部分变化源于超新星反馈参数的变化,且暗物质剖面与恒星反馈模式相关。
2026-04-07 astro-ph.GA
The Milky Way's rotation curve with superfluid dark matter
最近的研究表明,暗物质具有超流相,其中声子介导长距离力,从而产生了现象学上公认的修正牛顿动力学(MOND)。因此,超流暗物质结合了粒子暗物质和MOND或其相对论完善的优点,成为天体物理观测的一个有希望的解释。在这里,我们调查是否超流暗物质可以重现观测到的银河系旋转曲线的$ R < 25\,\rm{kpc}$,并能够回答这个问题的肯定。我们的分析表明,超流暗物质与合理范围内的参数数据拟合良好。超流暗物质和MOND之间最显著的区别是,超流暗物质需要的重子总质量大约少$ 20\% $(用合适的插值函数)。重子的总质量是$5.96 \cdot 10^{10}\,M_\odot$,其中$1.03\cdot10^{10}\,M_\odot$来自核球,$3.95\cdot10^{10}\,M_\odot$来自恒星盘,$0.98\cdot10^{10}\,M_\odot$来自气体盘。我们的分析进一步使我们能够估计银河系超流核心的半径(具体地说,所谓的NFW和热半径)以及超流和正常相中暗物质的总质量。通过改变超流的边界条件,使维里质量$M_{200}^{\rm{DM}}$在$0.5-3.0\cdot10^{12}\,M_\odot$范围内变化,我们发现NFW半径$R_{\rm{NFW}}$在$65\,\rm{kpc}$和$73\,\rm{kpc}$之间变化,而热半径$R_T$在大约$67\,\rm{…
2020-08-28 astro-ph.GA
Novel constraints on fermionic dark matter from galactic observables I: The Milky Way
最近,我们提出了一个新的模型,暗物质(DM)在星系中的分布的基础上的大质量费米子在有限温度下的自引力系统,Ruffini-Argüelles-Rueda(RAR)模型。我们表明,这个模型,在千电子伏范围内的费米子质量,解释了银河系的DM晕,并预测存在一个更密集的量子核心的中心。我们在这里证明,引入截断的费米子相空间分布,有必要占有限的银河系的大小,定义了一个新的解决方案,与一个中央核心,它代表了一种替代方案的黑洞(BH)的情况下SgrA*。对于质量在$mc^2 = 48$ -$345$ ~keV范围内的费米子,DM晕的分布与银河系自转曲线数据一致,而在S2恒星近心内有一个约为$4\times10^6 M_\odot$的致密量子核.
2018-07-24 astro-ph.GA
The Sagittarius Impact on Light and Dark Structure in the Milky Way
越来越明显的是,常见的合并事件在所有宇宙时期的盘星系演化中发挥着重要作用,从充满气体的矮星系在恒星形成高峰时期的湿吸积,到大型,动态先进的螺旋星系与它们的干燥伴星之间的碰撞,这种相互作用继续影响盘结构到今天。我们也生活在一个巨大的螺旋星系中,目前正在经历一系列来自一个坠落的、破坏性的矮星系的撞击。作为下一代天体测量学建议把我们的理解银河系的螺旋结构上一个更坚实的基础,我们分析高分辨率的数值模型,这个磁盘卫星相互作用,以评估我们的家银河系的人马座矮的影响的动态响应,并希望直接检测通过地球的暗物质的实验可能产生的影响。
2014-02-18 astro-ph.GA
Rotational Velocity Curves in the Milky Way as a Test of Modified Gravity
通过观测确定的星系旋转曲线的半径远远超过星系核心,可以为没有暗物质的修正引力模型提供一个关键的测试。从标量-矢量-张量引力(STVG或MOG)获得的预测旋转速度曲线与没有暗物质晕的银河系的数据非常吻合,质量为$5\times 10^{10}\,M_{\odot}$。修正的牛顿动力学(MOND)预测的速度旋转曲线与实验数据不符。
2014-12-11 astro-ph.GA gr-qc
The stability of stellar disks in Milky-Way sized dark matter halos
我们采用了一种改进的方法来插入高分辨率的银河系大小的晕的暗物质模拟的活恒星盘,使我们能够调查的命运薄恒星盘在动荡的环境中的冷暗物质结构。我们研究了一组八个不同的光环,从宝瓶座模拟项目,其中恒星盘是按规定的结构生长,然后允许自我一致地演变。在GALIC程序的帮助下,初始速度分布被设置在非常好的平衡中。我们发现,剩余的三轴晕导致显着的磁盘翻滚,定性确认早期的工作。我们表明,盘转动运动是不受影响的星系的结构特性,如存在或不存在的凸起或酒吧。在典型的银河系大小的暗物质晕中,我们预计在z = 1和z = 0之间,盘的平均转动约为40度,大约为6 Gyr。我们还调查的磁盘上的子结构的影响,反过来说,磁盘加热率所造成的暗物质晕子结构。盘的存在减少了中央subhalo丰度的约一个因素的两个,由于从磁盘通道的重力冲击增加蒸发率。我们发现,子结构是重要的恒星盘加热外部,但似乎没有显着影响其内部。
2015-07-14 astro-ph.GA
Milky Way Subsystems from Globular Clusters Kinematics Using Gaia DR2 and HST Data
我们采用Vasiliev(2019)的151个银河系球状星团的Gaia DR 2自行,结合距离和视线速度来推导它们的运动学性质。为了将星系团分配给银河系厚盘,凸起和晕,我们遵循Posti等人(2018)的方法,他们使用恒星的轨道区分不同的银河系恒星成分。特别是,我们使用的比率$L_{z}/e$,的$Z$投影的角动量的偏心率,人口示踪剂,我们补充从文献和蒙特卡罗模拟中提取的化学丰度。我们发现20个球状星团属于银河系的棒/凸起,35个表现出盘的性质,96个是晕的成员。此外,我们还发现晕状球状星团的自转速度接近于零,平均值为$<Θ>$ =1 $\pm$ 4 km s $^{-1}$ .另一方面,样品的集群,属于厚盘具有显着的旋转与平均旋转速度179 $\pm$ 6公里s $^{-1}$。20个球状星团在银河系的棒/球区域内运行,平均自转速度为49 $\pm$ 11 km s $^{-1}$。
2020-04-28 astro-ph.GA
Distinct Gas and Stellar Circular Rotation Curves in the Milky Way Galaxy
Cardiff University(卡迪夫大学);The University of Tokyo(东京大学)
基于Gaia卫星数据,发现银河系恒星圆环旋转速度显著低于气体,且随半径下降,而气体旋转曲线不下降,表明气体旋转速度不能准确指示星系动力学质量,从而降低暗物质质量估计。
2026-06-11 astro-ph.GA
Rotation Curve of the Milky Way
University College London(伦敦大学学院)
本文通过多组分质量模型研究银河系旋转曲线,结合恒星盘、气体盘、银心/棒结构和暗物质晕,探讨旋转曲线与表面密度分布的关系,发现恒星质量模型在内银河区域与观测数据存在显著差异。
2026-03-14 astro-ph.GA
Dark Matter Direct Search Rates in Simulations of the Milky Way and Sagittarius Stream
我们分析了自洽的N体模拟银河系盘和正在进行的破坏人马座矮卫星研究人马座潮汐碎片对暗物质探测实验的影响。与以前的重要工作一致,我们重申,标准的晕模型是不足以描述我们的平衡晕和晕/星系模型中的银河系晕的非麦克斯韦速度分布,并提供建议,纠正这种差异。更重要的是,我们强调,暗物质组成部分的领先的潮汐臂的人马座矮星是显着更延长比恒星组成部分的手臂,因为暗物质和恒星流不一定是同轴的,并可能被抵消了几个千秒差距的点,在他们的影响银河系盘。这表明,人马座碎片的暗物质成分可能对暗物质探测实验产生不可忽视的影响,即使恒星碎片的中心距离太阳附近几千秒差距。相对于没有下降的人马座矮星的模型,我们模型中的人马座暗物质碎片导致直接搜索事件率的能量依赖性增强高达~20 - 45%,事件率的年度调制幅度的能量依赖性降低高达2倍,年度调制相位的偏移高达~20天,以及反冲能量的偏移,在该偏移处调制反转相位。人马座的这些影响在解释暗物质的搜寻中是普遍感兴趣的,但在相对较轻(m_X < 20 GeV)的暗物质的情况下可能特别重要,因为人马座流与原始晕暗物质相比以高速撞击太阳系。
2012-07-29 astro-ph.GA
The impact of inelastic self-interacting dark matter on the dark matter structure of a Milky Way halo
我们研究了非弹性暗物质自相互作用对模拟银河系(MW)大小晕内部结构的影响。自相互作用暗物质(SIDM)是无碰撞冷暗物质(CDM)的一种替代方案,它为亚星系尺度CDM所遇到的问题提供了独特的解决方案。虽然以前的SIDM模拟主要考虑弹性碰撞,理论上的考虑激励多状态暗物质的存在,从激发到基态的过渡是放热的。在这项工作中,我们考虑一个自相互作用的,两个国家的暗物质模型与非弹性碰撞,实现在Arepo代码。我们发现,能量注入从非弹性自相互作用降低了中心密度的MW晕在较短的时间尺度相对于弹性尺度,导致在一个较大的核心尺寸。非弹性碰撞也各向同性的轨道,导致在一个整体较低的速度各向异性的非弹性MW晕。在内晕中,非弹性SIDM情况(短轴与长轴比$s \equiv c/a \approx 0.65$)比CDM($s \approx 0.4$)更球形,但比弹性SIDM情况($s \approx 0.75$)球形小。在非弹性SIDM模型中,太阳位置处的暗物质粒子的速度分布$f(v)$与CDM模型有显著的偏离,$f(v)$在高速时下降得更陡。此外,在非弹性碰撞过程中给予的速度踢产生未绑定的高速粒子的速度高达500公里秒$^{-1}$整个晕。这意味着,相对于弹性SIDM和CDM,非弹性SIDM可能在直接检测实验中留下不同的签名。
2020-10-16 astro-ph.GA
Dark Photon Dark Matter Radio Signal from the Milky Way Electron Density
本文研究了银河系中暗光子暗物质与自由电子的类汤姆逊过程产生的射电信号背景,通过计算ALMA和SKA望远镜的灵敏度,证明可探测大范围暗光子质量的无约束参数空间。
2025-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The local rotation curve of the Milky Way based on SEGUE and RAVE data
我们利用SEGUE(Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration)G矮星的样本构造了银河系在扩展太阳邻域中的自转曲线。我们调查的旋转曲线形状的存在下,任何特殊性的太阳半径以外的一些作者已经报道。我们在经典的牛仔裤分析的框架来处理这个问题。利用RAVE(Radial Velocity Experiment)的最新观测数据,我们确定了代表银河系薄盘的三个不同金属丰度的星族的太阳特有速度和径向标度。然后,在SEGUE G-矮星的金属丰度相同的情况下,我们构建了银河中心距离7-10 kpc范围内的旋转曲线。我们推导出圆速度通过校正平均切向速度的非对称漂移在每个距离箱。利用SEGUE数据,我们还计算了厚盘的径向标度长度,已知导出的太阳特有运动和旋转曲线的斜率。通过SEGUE G-dwarfs构建的旋转曲线在选定的径向范围内看起来是平滑的。在我们新的仔细分析的框架中确定的薄盘旋转的局部运动学不赞成在太阳半径之外存在一个巨大的高密度环。
2018-02-21 astro-ph.GA
Self-Interacting Dark Matter Subhalos in the Milky Way's Tides
本文研究了银河系潮汐场中自相互作用暗物质(SIDM)暗晕的演化。暗晕和MW潮汐之间的相互作用导致内部区域的暗物质分布比冷的暗物质更多样化。我们测试这种情况下,两个MW的卫星星系,天龙座和天炉座,相反的极端内部的暗物质内容,并发现它们可以容纳在SIDM模型中提出的解释不同的旋转曲线的螺旋星系在该领域。
2020-04-06 astro-ph.GA hep-ph
Milky Way and M31 rotation curves: $Λ$CDM vs. MOND
我们分析了银河系和M31星系的现有旋转曲线数据,这些数据延伸到非常大的距离和低加速度。我们发现一个系统的径向加速度的弱加速度(大距离)部分的下降趋势。在$Λ$ CDM EAGLE模拟中已经注意到类似的下降趋势,而与通用MOND预测的偏差需要归因于外部场效应,或者可能是事后选择的加速函数$μ(x)$。
2022-05-21 astro-ph.GA gr-qc
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
The Rotation Curve and Spiral Structure of Milky Way from the Hydrogen 21-cm Line Detection with Campus Radio Telescope
本研究使用DIY小型射电望远镜观测氢21厘米线,基于Przemek等人的模型通过切向法计算了银河系内盘旋转曲线,并获得了旋臂分布,为暗物质与星系结构研究提供了新数据。
2024-04-27 astro-ph.GA astro-ph.IM