A comprehensive analysis using 9 dark matter halo models on the spiral galaxy NGC 4321
本文利用迄今为止科学文献中缺乏的9种不同的暗物质剖面，即伪等温剖面、Burkert剖面、NFW剖面、Moore剖面、Einasto剖面、core-modified剖面、DC 14剖面、coreNFW剖面和Lucky 13剖面，对旋涡星系NGC 4321（M100）进行了暗物质分析。本文利用VLA HI观测数据，对星系NGC 4321的恒星晕、气态晕和暗物质晕方程进行了非线性拟合，分析了星系NGC 4321的自转曲线。在9个暗物质剖面中，4个暗物质剖面（DC 14、Lucky 13、Burkert和Moore剖面）显示出衰减特征，因此被认为不适合该星系。得出的结论是，这主要是由于这些暗物质配置文件的特点，也由于不同程度的问题内的内部区域配件。对于其余五个被接受的暗物质配置文件，我们进一步进行了分析，通过使用减少卡方检验。五个公认的暗物质分布中有四个分布在0.40 <约化卡方< 1.70的范围内，除了核心修改的分布。此外，伪等温轮廓实现了最佳拟合，即减少卡方最接近1，这主要是由于其在内部区域的线性和在大半径处的平坦度。
2021-02-20 astro-ph.GA
Two mysterious universal dark matter-baryon relations in galaxies and galaxy clusters
从20世纪70年代开始，人们发现了一些暗物质和重子之间的关系，如塔利-费舍尔关系。然而，在星系中发现的许多关系与在星系团中发现的关系大不相同。在这里，我们报告了两个新的神秘的宇宙关系连接暗物质和重子在两个星系和星系团。第一个关系表明，在“维里区域”内，星系或星系团的总动力学质量$M_{500}$与其重子总质量$M_b$之间存在幂律关系：$M_{500} \propto M_b^a$，其中有$a \approx 3/4$。第二个关系式表明，在中心重子区（$M_d \propto M_b$）内，星系和星系团的封闭动力学质量$M_d$几乎与重子质量成正比。两个星系和星系团中暗物质和重子之间的密切关系表明，除了引力之外，暗物质和重子之间可能存在着某种未知的相互作用。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Puzzling Outer-Density Profile of the Dark Matter Halo in the Andromeda Galaxy
冷暗物质（CDM）宇宙学是宇宙结构形成的标准理论，它预言了暗物质晕的外密度分布随离中心距离的立方而减小。然而，到目前为止，还没有太多的努力来检验这一假设。在仙女座星系晕（M31）中，最近观测到的大尺度恒星结构为研究暗物质晕的质量密度分布提供了一个潜在的窗口。我们利用吸积卫星星系与M31相互作用的N-体模拟研究了M31中暗物质晕的密度结构。为了再现仙女座巨南流和M31东西两侧的恒星壳层，我们找到了暗物质晕外密度分布的幂律指数$α$的充分条件.最佳拟合参数是$α=-3.7$，它比CDM预测更陡。
2014-10-04 astro-ph.GA
An empirical analysis of the dynamics of both individual galaxies and gravitational lensing in galaxy clusters without dark matter
星系平坦自转曲线的存在仍然令人困惑。暗物质范式很久以前就被提出来解决这个难题;然而，这个提议仍然在争论中。在本文中，我们寻找的普遍关系，只涉及重子密度，同时纳入星系动力学和引力透镜在星系团，而不需要暗物质。如果这种类型的公式存在，我们表明，它可能可以清楚地表明，暗物质要么是完美的重子物质，或者从更激进的角度来看，甚至可能是无用的。如果后一种情况是真的，那么我们就必须提高模型的可见性，比如修正的惯性（MOND）甚至修正的重力（MOG）。
2022-10-22 astro-ph.GA
Is Sextans dwarf galaxy in a scalar field dark matter halo?
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$Λ$ -冷暗物质范式的替代模型，因此应该在星系和宇宙学尺度上进行研究。矮球状星系在研究任何暗物质理论时都非常有用，因为暗物质主导着它们的动力学。在本文中，我们研究六分仪矮球状星系，嵌入在一个标量场暗物质晕。我们探讨了六分仪中恒星子结构的溶解时间尺度如何约束质量，以及标量场暗物质玻色子的自相互作用参数。我们发现，在$(0.12< m_ϕ<8) \times10^{-22}$ ~eV的范围内，没有自相互作用的标量场暗晕的质量将有足够大的核心来解释六分仪中恒星子结构的寿命，以及足够小的质量与动力学极限兼容。如果自相互作用参数不为零，那么玻色子的质量可能高达$m_ϕ\approx2\times10^{-21}$ ~eV，但这将对应于六分仪暗物质晕不切实际的低质量。因此，六分仪矮星系可以嵌入在一个标量场/BEC暗物质晕与首选的自相互作用参数等于零。
2014-06-26 astro-ph.GA
Refracting into Ultra Diffuse Galaxy NGC 1052-DF2 by Passing near the Center of NGC 1052
最近对超漫射星系NGC 1052-DF 2的观测表明，星系可能缺乏暗物质。在星系环境中，通常暗物质比恒星物质丰富得多。这种暗物质与重子的质量比通常大于宇宙学的大约5的质量比，因为重子的很大一部分以星系际介质的形式扩散。如何实现如此低的暗物质与重子质量比是对标准星系形成机制的挑战。在这里，我们表明，如果NGC 1052-DF 2在几千秒内经历了一次到星系NGC 1052中心的单次通过，那么这样低的比率可能是一个自然的结果。NGC 1052的潮汐效应将加热NGC 1052-DF 2，将以前的矮星系显著拉伸到目前的大小。观测区域中相对缺乏暗物质是暗物质扩展分布和相遇前相应中心区域相对较少浓度的自然结果，以及相遇后松弛期间痕量质量估计方法的系统低估。超漫射星系的平面分布可以再现。我们的结果表明，不需要引入任何新的物理机制。
2019-03-06 astro-ph.GA
3-3-1 Self Interacting Dark Matter and the Galaxy Core-Cusp problem
核心尖点问题仍然是星系形成标准$Λ$ CDM模型中观测和模拟之间具有挑战性的差异。问题是$Λ$ CDM模拟预测在银河系暗物质晕中心有一个陡峭的幂律质量密度剖面。然而，对本星系群中矮星系的观测显示，其密度分布与中心附近的暗物质几乎平坦的分布相一致。已经提出了一些解决这一困境的办法。在这里，我们总结的可能性，暗物质粒子本身的相互作用和散射的调查。这种自相互作用的暗物质（SIDM）粒子可以平滑高密度区域的暗物质轮廓。我们还回顾了自相互作用的暗物质可能作为额外的希格斯标量在3-3-1扩展的标准模型的理论建议。我们提出了新的模拟星系形成和演化的自相互作用的暗物质制定。目前这种自我相互作用的暗物质的限制，然后总结。
2020-12-03 astro-ph.GA
Revealing the influence of dark matter on the nature of motion and the families of orbits in axisymmetric galaxy models
一个轴对称的星系引力模型由一个致密、大质量的球形核和一个附加的暗物质晕组成，用于区分在椭圆平面（R，z）内运动的恒星轨道的规则和混沌特征。我们研究了两种不同的情况：（i）一个扁平的磁盘星系（ii）一个椭圆星系。揭示星系主体内部的暗物质部分如何影响运动的有序或混沌性质是特别有趣的。通过改变暗物质与恒星质量的比例，我们不仅监测了混沌轨道的百分比，而且还监测了组成主要规则共振族的轨道的百分比，通过将规则轨道分类到不同的族中。此外，我们试图揭示如何母周期轨道的每个定期家庭的起始位置的变化相对于部分的暗物质。我们将我们的结果与以前的类似工作进行了比较。
2013-12-16 astro-ph.GA
The Three Hundred Project: Substructure in hydrodynamical and dark matter simulations of galaxy groups around clusters
只有暗物质的模拟能够产生一个$Λ$ CDM宇宙的宇宙结构，在一个更低的计算成本比更多的物理动机流体动力学模拟。然而，目前还不清楚仅用暗物质模拟来再现较小的子结构有多好。为了研究这一点，我们直接比较了流体力学和暗物质模拟中星系团和周围星系群的子结构。我们利用ThreeHundred项目，一套324个星系团的模拟，这些星系团是用流体力学模拟的，并且只在暗物质中模拟。我们发现，暗物质的模拟低估了星系群和星系团的中心相对于流体动力学模拟的数量密度，这种影响是在更密集的地区更强。我们还研究了下落星系群的相空间，以表明仅使用暗物质的模拟将这些星系群中心星系的数量密度低估了约四倍。这意味着坠落群的结构和演化可能与仅用暗物质模拟预测的不同。最后，我们讨论了这种低估的潜在原因，同时考虑到物理效应和分析中的数值差异。
2021-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
A universal scaling relation incorporating the cusp-to-core transition of dark matter haloes
本研究基于暗物质晕的c-M关系推导出理论标度关系，发现矮星系和星系的观测标度关系源于此，并预测星系团中同样成立，同时提出包含尖点-核转变效应的新标度关系，为观测验证该转变过程提供了理论依据。
2024-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The galaxy population in cold and warm dark matter cosmologies
我们使用一对高分辨率的N体模拟实现两个暗物质模型，即标准的冷暗物质（CDM）宇宙演化和温暖的暗物质（WDM）的替代品，其中的暗物质粒子是一个1.5 keV的热遗迹。我们将这些模拟与GALFORM半解析星系形成模型相结合，以探讨由此产生的星系种群之间的差异。我们使用GALFORM模型的CDM和WDM的变种，导致在相同的z=0星系恒星质量函数的建设。我们发现，大多数研究的星系属性在这两个模型中具有相同的值，这表明两种暗物质方案都与当前的观测数据同样匹配。即使在低密度区域，CDM和WDM之间的结构形成差异预计是最明显的，星系的性质也只是略有不同。我们发现的局部宇宙中唯一显着的差异是在“局部星系”的星系群中，即模拟银河系类似物周围半径为1至8Mpc的区域。在这样的区域中，我们的WDM模型提供了一个更好的匹配，以观察到的本地星系数计数，是五倍以上的可能性比CDM模型预测子区域内，是空的观察到的本地虚空。因此，一个高度完整的本地体积普查和未来的调查空洞区域可以提供限制的性质暗物质。
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the cross-section of dark matter with giant radial arcs in galaxy clusters
我们比较的统计和形态的巨型弧在星系团使用N体和非辐射SPH模拟在标准的冷暗物质模型和模拟，其中暗物质有一个不可忽略的相互作用的概率（参数化的截面），即自相互作用的暗物质（SIDM）。我们使用光线追踪技术，在六个不同红移的模拟星系团周围产生统计上大量的弧。由于暗物质是更有可能相互作用的碰撞集群比在放松集群，这种相互作用的概率是最大的密集地区，我们集中我们的分析径向弧（跟踪在中心区域比切向弧的透镜潜力）在星系团经历（或正在经历）一个重大的合并。我们发现，自相互作用的暗物质产生的径向弧比标准的冷暗物质少，但它们平均更放大。我们还认识到电弧形态的差异，这些差异可用于在统计上支持一种模型与另一种模型。
2020-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effect of dark matter halo substructures on galaxy rotation curves
利用一个简单的暗物质成团模型研究了晕子结构对星系自转曲线的影响。一个暗物质晕密度配置文件开发的基础上无标度的性质，导致在星系尺度的子结构的统计自相似分布的集群。用半解析方法导出了这种团块状暗物质密度分布的旋转曲线。结果表明，晕子结构对星系速度场有显著的影响。基于晕的分形几何，这个自洽模型预测了一个NFW样的旋转曲线和无标度的旋转速度波动的功率谱。
2010-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Analysing the radio flux density profile of the M31 galaxy: a possible dark matter interpretation
最近的一些研究检查了我们银河系的伽马射线通量分布，以确定暗物质湮灭的信号。然而，结果是有争议的，没有得到证实。在本文中，我们研究了M31星系的射电通量密度剖面，并表明它可能表现出暗物质湮灭的信号。通过比较观测到的射电通量密度廓线数据与预测的射电通量密度廓线中暗物质和恒星辐射贡献的似然性，我们可以约束相关的暗物质参数。具体而言，对于通过$b\bar{b}$通道的热湮灭截面，暗物质质量的最佳拟合值为$\sim 30$ GeV，这与最近许多研究的结果一致。我们希望这种方法能成为另一种有效的方法来约束暗物质，这是补充传统的射电分析和其他间接检测。
2021-01-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-Interacting Dark Matter, Core Collapse and the Galaxy-Galaxy Strong Lensing Discrepancy
针对星系团中星系-星系强引力透镜观测截面与冷暗物质预测存在的数量级偏差，研究发现将暗物质子晕内密度分布调整为更陡斜率可缓解该偏差，这类陡斜率可由自相互作用暗物质核坍缩模型解释，推动了相关后续研究。
2024-12-10 astro-ph.CO 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
Dark Matter Subhalos in the Ursa Minor Dwarf Galaxy
通过数值模拟，我们研究了小熊座冷恒星团的溶解时间尺度，由于相混合和引力相遇的组合与小熊座晕中的致密暗子结构。我们比较两种情况;一种是暗晕由光粒子的平滑质量分布组成，另一种是暗晕以子结构（subhalos）的形式包含10%的质量。在一个光滑的晕中，如果暗物质晕有一个大的核心，恒星团可以存活一个哈勃时间。相比之下，当添加点质量暗子结构时，团块几乎不能存活\sim 1.5 Gyr。这些结果对矮星系尺度的Λ-冷暗物质假设进行了有力的检验。
2012-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of the Galaxy - Dark Matter Connection and the Assembly of Galaxies in Dark Matter Halos
我们提出了一个新的模型来描述整个宇宙时间的星系-暗物质的连接，这不同于流行的subhalo丰度匹配技术是自洽的，因为它考虑到的事实，即（i）subhalo吸积在不同的时间，和（ii）的属性的卫星星系可能会演变后吸积。利用观测到的星系恒星质量函数、从SDSS星系群星表中得到的$z\sim 0.1$的条件恒星质量函数和$z \sim 0.1$的星系两点关联函数（2 PCF）作为恒星质量的函数，我们将星系与暗物质晕之间的关系限定在从$z \sim 4$到现在的整个宇宙历史中.这个关系，然后被用来预测不同的恒星质量组件的中位数组装历史的暗物质晕（中央星系，卫星星系，晕星）。我们还预测了高$z$星系的2 PCF随恒星质量的变化。我们的主要研究结果如下：（i）我们的模型合理地拟合了观测不确定性范围内的所有数据，表明$Λ$ CDM和谐宇宙学与各种各样的关于宇宙时间内星系人口的数据是一致的。(ii) ... [删节]
2012-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining annihilating dark matter mass by the radio continuum spectral data of NGC4214 galaxy
最近的伽马射线和射电观测为湮灭暗物质提供了严格的限制。目前的$2σ$下限的暗物质质量可以限制到$\sim 100$ GeV的热遗迹湮灭截面。本文利用邻近星系NGC4214的射电连续谱数据，区分了热贡献、暗物质湮灭贡献和宇宙线贡献。我们可以得到更严格的暗物质质量和湮灭截面的约束。对$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^+τ^-$、$W^+W^-$和$b\bar{b}$通道，得到热遗迹湮灭暗物质质量的$5σ$下限分别为300 GeV、220 GeV、220 GeV、500 GeV和600 GeV。这些限制挑战了我们银河系中伽马射线、正电子和反质子过剩的暗物质解释。
2020-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tully-Fisher Scalings and Boundary Conditions for Wave Dark Matter
我们研究了一种称为波暗物质的暗物质理论，也称为标量场暗物质（SFDM）和玻色子星暗物质或玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）暗物质（也见轴子暗物质），以及它与塔利-费舍尔关系的关系。我们展示了两个边界条件，使球对称静态波暗物质晕Tully-Fisher-like关系：（BC 1）固定在波暗物质晕的外边缘的长度尺度引起的Tully-Fisher-like关系的形式$M/v^4=\text{constant}$。(BC2)将暗物质的密度固定在波暗物质晕的外边缘，会产生一个类似塔利-费舍尔的关系式，其形式为$M/v^{3.4}=\text{const}$。
2015-02-17 astro-ph.GA gr-qc
Ruling out $\sim 100-300$ GeV thermal relic annihilating dark matter by radio observation of the Andromeda galaxy
在过去的几年里，一些研究声称，湮灭质量为$\sim 10-100$ GeV的暗物质可以解释银河系中GeV的伽马射线过剩。然而，最近的费米-LAT和射电观测数据的分析排除了热遗迹湮灭暗物质的质量$m \le 100$ GeV的一些流行的湮灭通道的可能性。利用仙女座星系新观测到的射电数据，我们排除了$\sim 100-300$ GeV热遗迹湮灭暗物质的存在。湮灭暗物质质量的下限提高到大于330 GeV的最保守的情况下，这是几倍大于目前的最佳约束。此外，这些限制强烈不利于通过热冻结机制产生的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的基准模型。
2019-01-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing Galaxy Formation and Dark Matter with Low Surface Brightness Galaxies
星系是宇宙的基本结构元素;星系形成理论试图解释这些结构是如何形成的。我追溯了星系形成的一些基本思想，强调了非重子冷暗物质的必要性。早期理论的许多元素在与低表面亮度星系的观测接触时无法幸存下来，导致需要像反馈这样的辅助假设。失败的原因往往可以追溯到暗物质的替代物--修正牛顿动力学（MOND）令人惊讶的预测成功。虽然暗物质模型在适应观测方面是灵活的，但它们不提供MOND的预测能力。如果宇宙是由冷的暗物质组成的，为什么MOND的预测是正确的？
2021-03-08 astro-ph.GA physics.hist-ph
The dark and dusty side of galaxy evolution
在这个简短的，部分的，不完整的和过分自我引用的审查，我将总结一些关键成果，在过去几年中调查的尘埃恒星形成星系和一些令人兴奋的前景即将到来的调查。
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the distribution of dark matter in inner galaxy with indirect detection signal: The case of tentative 130 gev γ-ray line
我们银河系内部区域的暗物质分布仍在争论中。在N体模拟中，尖状暗物质晕密度分布是有利的。然而，几个耗散重子过程被发现能够显着平坦的暗物质分布和核心的暗物质晕密度分布是可能的。重子主导着银河系内部的引力势，因此直接限制暗物质粒子的丰度是相当具有挑战性的。最近，一些研究小组在银河系中心发现了一个试探性的130 GeV线信号，它可以被解释为暗物质湮灭的信号。利用当前130 GeV线数据并采用暗物质晕的广义Navarro-Frenk-White轮廓，对于局部暗物质密度ρ_0=0.4 GeV cm^{-3}和rs =20 kpc，我们得到了暗物质密度分布内斜率α= 1.06的95%置信水平下（上）限（暗物质湮灭为γ射线的截面<σv >_{χχ-> γγ}= 1.3 \times 10^{-27} cm ^3 s^{-1}）。这样的斜率与一些N体模拟的结果是一致的，如果信号是由于暗物质，表明重子过程可能不重要。
2013-04-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Comparing the dark matter models, modified Newtonian dynamics and modified gravity in accounting for the galaxy rotation curves
我们比较了六个模型（包括重子模型，两个暗物质模型，两个修正的牛顿动力学模型和一个修正的引力模型）对星系自转曲线的解释。对于暗物质模型，我们假设NFW配置文件和核心修改的配置文件的暗晕，分别。对于修正的牛顿动力学模型，我们讨论了具有两种不同插值函数的Milgrom MOND理论，即标准插值函数和简单插值函数。对于修正引力，我们主要讨论Moffat的MSTG理论。我们将这些模型与观测到的9个高表面亮度和9个低表面亮度星系的自转曲线拟合。我们应用贝叶斯信息准则和赤池信息准则来检验每个模型的拟合优度。结果表明，这六种模型都不能很好地拟合所有的星系自转曲线。两个星系可以用重子模型最好地拟合，而不涉及不发光的暗物质。MOND模型可以拟合最多的星系，而MSTG模型只能拟合一个星系。核修正模型能很好地拟合近一半的LSB星系，但不能拟合HSB星系，而NFW模型只能很好地拟合一小部分HSB星系，但不能拟合LSB星系。这可能意味着，过于简化的NFW和核心修改的配置文件不能很好地模拟假设的暗物质晕。
2017-03-18 astro-ph.GA gr-qc
The shape of galaxy dark matter halos in massive galaxy clusters: Insights from strong gravitational lensing
我们评估有多少未使用的强透镜信息是可用于深\emph{Hubble Space Telescope}成像和VLT/MUSE光谱的\emph{Frontier Field}集群。作为初步研究，我们分析了星系团MACS\，J 0416.1 -2403（$z$ $=$ $0.397$，$M(R<200\,{\rm kpc})$ $=$ $1.6$ $\times$ $10^{14}\msun$），它有141个光谱红移的多重图像。我们发现，在一个集群质量模型中的许多额外的参数可以被约束，即使是少量的额外自由的模型可以显着提高其品质因数。我们利用这些信息来约束星系团成员星系周围的暗物质的分布，同时也约束星系团的大尺度质量分布。我们发现了一些初步的证据，表明一些星系的暗物质与它们的恒星有着惊人的相似的椭圆率（不像在野外，它更像是球形的），但是它的方向经常是不一致的。当考虑非重合的暗物质和重子晕时，模型的精度提高了35%.这项技术可能提供一种新的方法来研究星系落入大质量星系团时暗物质从星系中剥离的过程和时间尺度。通过分析剩余的五个\emph{Frontier Field}集群，我们的初步结论将更加可靠。
2018-04-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing self-interacting dark matter with galaxy warps
自相互作用暗物质（SIDM）是无碰撞暗物质的一种可能替代物。如果暗物质确实有自相互作用，我们就可以预期，当星系穿过暗物质介质时，会导致无碰撞恒星与星系的暗物质晕分离。对于排列在圆盘中的恒星，这将产生U形弯曲。这种弯曲的大小取决于SIDM截面、自相互作用的类型、星系和背景的相对速度、晕结构和暗物质介质的密度。在本文中，我们通过这个信号对长程（光介质）暗物质自相互作用设置了约束。我们首先测量斯隆数字巡天中$3,213$边缘盘星系的U形翘曲。然后，我们正向模型的预期翘曲从SIDM星系的基础上，通过结合模型的晕结构，密度和速度场重建，和模型的暗物质相互作用。我们没有发现任何证据表明，从SIDM的翘曲的贡献。我们的约束是高度依赖于我们的星系的不确定的速度：对于一个归一化的卢瑟福一样的横截面，我们发现$\tildeσ/m_{\rm{DM}} \lesssim 3\times 10^{-13}~\rm{cm}^2/\rm{g}$在固定的速度$v = 300~\rm{km/s}$ -一个边界，规模大致线性增加$v$。在附录中，我们将这些边界转化为动量传递截面的极限，得到$σ_T(300~\rm{km/s})/m_{\rm{DM}} \lesssim 0.1~\rm{cm}^2/\rm{g}$。[删节]
2020-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Secular evolution of galaxies and galaxy clusters in decaying dark matter cosmology
如果宇宙中的暗物质扇区是由亚稳粒子组成的，那么星系和星系团将经历从高红移到低红移的重大长期演化。我们表明，衰变的暗物质，与宇宙学的约束兼容的寿命，可以在观察到的圆盘星系的塔利-费舍尔关系的演变的起源，并减轻椭圆星系的大小演变的问题，同时符合目前的观测约束的气体部分的星系团。
2009-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dwarf Galaxies in 2010: Revealing Galaxy Formation's Threshold and Testing the Nature of Dark Matter
在过去五年中，对斯隆数字巡天数据的搜索使银河系已知矮卫星星系的数量增加了一倍多，并揭示了一批亮度小于典型球状星团L ~ 1000 Lsun的超暗星系。这些系统是宇宙中最暗、最暗物质占主导地位、最缺乏金属的星系。完整性修正表明，我们正处于星系现象学中一个巨大发现空间的边缘，随着未来仪器寻找星系形成的低光度阈值，将发现数百个这样的极端星系。这种以暗物质为主的矮星探测小尺度功率谱，对暗物质的相空间填充提供最严格的限制，并为暗物质间接探测实验提供特别有用的目标。要充分利用矮星系作为暗物质实验室，就需要深度、大面积的光度测量研究之间的协同作用;用下一代光学望远镜进行光谱和天体测量的后续研究;随后用伽马射线望远镜进行观测，以间接探测暗物质。
2009-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Self-Interacting Dark Matter and Small-Scale Gravitational Lenses in Galaxy Clusters
最近，Meneghetti等人报道了在星系团中存在过多的小尺度引力透镜。我们研究了它的含义自相互作用暗物质（SIDM），与标准的冷暗物质（CDM）相比。我们设计控制N体模拟，将观测约束。早型星系在星系团亚结构中的存在可以加深引力势，减少潮汐质量损失。这两种情况都需要一个相对较高的重子浓度的子结构，以适应透镜测量，和他们的切向焦散是相似的。SIDM子结构可以经历重力热坍缩，并产生比CDM对应物更陡峭的密度分布，导致更大的径向星系-星系强透镜截面，尽管这种效应很难观察到。我们的结果表明SIDM可以对星系团中的小尺度透镜和矮星系中的恒星运动提供统一的解释。
2022-02-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Tidal stripping as a possible origin of the ultra diffuse galaxy lacking dark matter
最近的观测揭示了一个神秘的超弥漫星系NGC 1052-DF 2，在一个大椭圆星系NGC 1052的组中。与丰度匹配模型的预期相比，NGC 1052-DF 2中包含的暗物质质量要小$\sim 400$倍。我们利用控制$N$体模拟NGC 1052和一个较小的卫星星系之间的潮汐相互作用，我们假设为NGC 1052-DF 2的祖先，测试潮汐剥离是否可以解释暗物质缺乏在这样的水平。我们发现，当假设一个紧束缚和相当径向的轨道和核心的暗晕的卫星的密度结构，我们的模拟再现质量分布和有效半径推断从观测的NGC 1052-DF 2。轨道参数在尾部，但仍然与宇宙学模拟测量的分布一致。在我们的设想中，这种强烈缺乏暗物质的星系在星系群和星系团中相对罕见，并且在该领域中不存在。
2018-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Galaxies in the A1367 Galaxy Cluster
我们的特点是在A1367星系团，缺乏光学对应的扩展X射线源的样本。这些源是星系大小，平均总质量为$1.3\times10^{11}$太阳质量。热气体的平均质量为$3.0\times10^{9}$太阳质量，X射线的平均光度为$4.3\times10^{41}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。对复合源光谱的分析表明，X射线发射是热的，温度为1.25 - 1.45 keV，金属丰度低，为0.026 - 0.067太阳能。平均热气半径（12.7 kpc）与名义剥离半径非常匹配。我们认为，这种光学暗，X射线明亮的星系人口的形式由一系列的剥离，然后加热和混合与团内介质。
2021-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
A disk and no signatures of tidal distortion in the galaxy "lacking" dark matter NGC 1052-DF2
使用超深成像（$μ_g = 30.4$等/角秒$^2$ ; 3 $σ$，10“x10”），我们探测了第一个“缺乏”暗物质的星系KKS 2000 [04]（NGC 1052-DF 2）的周围环境。这个星系中潮汐剥离的迹象可以解释它声称的低含量暗物质。然而，我们没有发现潮汐尾的证据。事实上，该星系在径向距离为80角秒时保持不受干扰。这个径向距离是以前对该星系恒星分布的空间探索的三倍。此外，它的球状星团（GCs）的分布并没有相对于星系的体积而扩展（包含一半GCs的半径为21弧秒）。我们还发现该星系在g和r波段的表面亮度径向轮廓从35到80弧秒呈指数下降。这一点，再加上星系外部恒定的椭圆率和位置角，强烈暗示着低倾角盘的存在。这与在该天体上发现的旋转证据是一致的。这一发现意味着这个星系的动力学质量比以前报道的高2倍，使这个星系的暗物质含量与类似恒星质量的星系一致。
2021-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Resolving the outer density profile of dark matter halo in Andromeda galaxy
最近在仙女座星系（M31）晕中观测到的大尺度暗物质结构为研究M31外冷暗物质（CDM）晕的结构提供了一个有吸引力的窗口。利用N体模拟方法研究了吸积中的卫星星系与M31星系的相互作用，得到了CDM晕的质量密度分布。我们找到了M31中CDM晕外密度分布再现仙女座巨星流和M31东西两侧壳层的充分条件。结果表明，M31外暗物质晕的密度分布比基于CDM模型的结构形成理论的预测陡。
2013-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sommerfeld enhancement of invisible dark matter annihilation in galaxies and galaxy clusters
最近的观测表明，许多星系中都存在类似核心的暗物质结构，而数值模拟揭示了中心奇异的暗物质密度分布。在这篇文章中，我表明，如果暗物质粒子的湮灭产生不可见的不育中微子，索末菲增强的湮灭截面可以给出一个足够大的湮灭率来解决核心尖点问题。由此产生的核心密度，核心半径，和它们的比例关系一般同意最近的经验拟合观测。此外，该模型预测，由此产生的核心结构，在矮星系可以很容易地观察到，但不是大的正常星系和星系团。
2016-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Can Planck constrain indirect detection of dark matter in our galaxy?
我们调查的同步辐射（强度和形态）与一般的暗物质粒子和预测普朗克实验使用费米数据和天体物理源的模型。我们的结果表明，暗物质的形态加上天体物理源同步辐射是频率依赖的。我们表明，LFI和HFI数据之间的彻底比较可以提供一个新的工具，约束的暗物质粒子质量。
2011-05-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Galaxy clusters in presence of dark energy: a kinetic approach
上下文星系团的外部区域可能受到暗能量的强烈影响，这是在红移z < 1的Ia超新星观测中发现的。目标。引力平衡方程中的暗能量与爱因斯坦$Λ$项的存在，与引力形成对比，使得平衡位形的半径更大。方法.在本文中，我们推导和解决的动力学方程的平衡位形存在的暗能量，通过考虑牛顿制度，是观察到的星系团内的速度大大小于光速。结果引力平衡方程中暗能量的存在导致$W_0-ρ_Λ$图中不允许平衡解的宽区域，这是由于暗能量对引力的影响的普遍性。
2014-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Dark Matter at the End of the Galaxy
基于Lambda-CDM宇宙学的暗物质密度分布激发了一个具有比麦克斯韦-玻尔兹曼分布或提出的变体更少的高速粒子的反粒子速度分布函数。分布的高速尾部由暗物质晕的外斜率决定，即银河系暗物质密度的大半径行为。对星系晕的N体模拟再现了这种星系晕的高速行为。对于阈值散射速度在逃逸速度的30%以内的模型，直接检测率的预测受到显著影响。
2010-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Fitting a Self-Interacting Dark Matter Model to Data Ranging From Satellite Galaxies to Galaxy Clusters
我们提出了一个适合的非对称自相互作用的暗物质模型中的观测数据，使用我们最近计算的横截面，将$t$通道和$u$通道交换在散射相同的粒子。我们发现，从矮星系到星系团的数据拟合良好，等效的相对速度从$\sim 20$公里/秒到$\gtrsim 10^3$公里/秒。我们比较我们的结果与以前的拟合，只使用$t$通道交换贡献的散射。
2023-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
