Distant star clusters of the Milky Way in MOND
我们确定了六个银河系外晕球状星团，AM 1，波江座，A13，A14，A115和Arp 2在弱加速状态下的平均速度色散，以测试经典与修正的牛顿动力学（MOND）。由于MOND的泊松方程的非线性，除了潮汐效应，集团的内部动力学是由外部场，他们沉浸在影响。对于所研究的星团，粒子加速度远低于MOND的临界加速度a_0，但恒星的运动既不受内部加速度（a_i >> a_e）的支配，也不受外部加速度（a_e >> a_i）的支配。我们在分析中使用N体代码N-MODY，这是一种基于粒子网格的代码，具有由Ciotti，Londrillo和Nipoti（2006）开发的数值MOND势求解器，通过添加外场效应来推导视线速度色散。我们表明，牛顿动力学预测每个集群的低速分散，而在修改后的牛顿动力学的速度分散要高得多。我们计算的最小数量的测量恒星需要区分牛顿引力和MOND与柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫测试。我们还表明，对于大多数星团，有必要测量30至80颗恒星之间的速度，以区分这两种情况。因此，对这些星系团的视线速度色散的观测测量将为MOND提供一个检验。
2011-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The tidal features of the classical Milky Way satellites: Expected in MOND but inconsistent with cold dark matter models
Helmholtz Institut für Strahlen und Kernphysik, Universität Bonn（波恩大学赫尔姆霍兹射线与核物理研究所）；Institute of Cosmology & Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）；Astronomical Institute of Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学物理学院天文研究所）
研究银河系经典卫星潮汐特征，通过比较半质量半径与理论潮汐半径，发现其在MOND理论中符合预期，能解释观测到的潮汐特征及部分卫星高速度弥散，与冷暗物质模型不一致。
2026-07-08 astro-ph.GA
Physics of galactic colliders: high speed satellites in LCDM vs MONDian cosmology
在最近的文献中报道的高速卫星星系的统计数据，可以是一个强有力的诊断的深度的潜在的主机晕，从而区分竞争的引力理论。人们天真地认为，高速卫星在修正牛顿动力学（MOND）中比在冷暗物质（CDM）中更常见，因为孤立的MONDian系统具有无限的势阱，而CDM晕具有有限的势阱。在这\textit{Letter}，我们报告的第一代宇宙学模拟的背景下，利用严格的MONDian泊松求解器的初步测试这一假设。我们发现，这种高速遭遇在MOND中比在宇宙结构形成的和谐$Λ$ CDM模型中大约多4倍。
2009-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing modified Newtonian dynamics in the Milky Way
修正牛顿动力学（Modified Newtonian Dynamics，MOND）是一种经验理论，最初被提出来解释螺旋星系的旋转曲线，通过修改引力加速度，而不是通过调用暗物质。在这里，我们使用最新的编译银河系的运动示踪剂和银河系中重子分量的形态的全面收集MOND的限制。特别是，我们发现对于所研究的任何重子模型，所谓的“标准”插值函数都不能同时解释银河系和外星系的自转曲线，而对于某些重子模型，所谓的“简单”插值函数则可以解释。即将到来的天文观测将完善我们对重子形态的认识，并最终确认或排除MOND在银河系中的有效性。我们还提出了MOND类理论的限制，而不作任何假设的插值函数。
2015-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The intervelocity of galaxy pairs in $Λ$CDM -- The observed velocity peak at ~130 km/s is not unique to MOND
对成对星系的观测研究发现，它们的视线速度差表明，在它们的三维速度分布中，在130-150公里/秒处存在一个峰值。有人认为，在宇宙学的标准模型$Λ$ CDM中，星系对不应该表现出这样的中间速度峰值，而修正的牛顿动力学（MOND）预测了这样的成对星系的首选中间速度。然而，尚未采用与观察性研究相同的选择标准和方法与$Λ$ CDM进行直接比较，因此比较的基础不确定。为了纠正这一点，我们调查了$Λ$ CDM的潜在挑战，确定是否存在类似的星系对内的IllustrisTNG-300宇宙学模拟观察到的中间速度峰值。我们根据观测研究的选择标准确定星系对，测量它们的投影速度差，并分析模拟中该星系对样本的去投影和全速度差。我们恢复一个deprojected intervelocity峰值在~130公里/秒的星系对从模拟中选择。在模拟中的对可用的全部三维速度信息也揭示了对这种中间速度的明显偏好。星系对之间的中间速度峰值似乎不是MOND独有的特征，但也存在于$Λ$ CDM中。因此，它不能被声称是一个独特的成功，任何一个理论超过其他。将星系对的相互速度发展成低加速度区域的重力测试，将需要更详细的研究，以确定模型中可测量的差异。
2022-07-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Explaining the formation of bulges with MOND
在冷暗物质（CDM）范式中，无论大小星系合并，或通过早期宇宙中的星团盘，在那里团块被动力学摩擦推向中心，都很容易形成凸起。此外，具有更圆盘状形态和运动学的伪凸起可以通过酒吧的长期演化形成得更慢，其中共振恒星被提升到平面外，呈花生/盒子形状。因此，在CDM宇宙学模拟中，很难找到一个无球星系，而它们在局部宇宙中却经常被观察到。另一种关于质量缺失问题的模型则呈现出不同的图景。在MOND（改进的牛顿动力学）中，星系合并的频率要低得多，因为没有暗物质晕减少了两个星系之间的动力学摩擦。此外，虽然星团星系导致CDM中快速的经典凸起形成，但在早期宇宙星系中与MOND的低效动力学摩擦阻止了团块在中心合并在一起形成球状体。这导致不太频繁和不太大的经典凸起。MOND中的条更频繁和更强，并且具有更恒定的模式速度，这显著地修改了伪凸起形态。假凸起的分数预计将占主导地位的MOND。
2015-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modeling Nearly Spherical Pure-bulge Galaxies with a Stellar Mass-to-Light Ratio Gradient under the $Λ$CDM and MOND Paradigms: I. Methodology, Dynamical Stellar Mass, and Fundamental Mass Plane
我们进行球形牛仔裤模拟的近圆形的纯核星系从ATLAS $^{\rm 3D}$样本。我们的建模允许梯度的恒星质光比（$M_\star/L$）通过分析处方参数化与“梯度强度”$K$介绍，以适应任何可行的梯度。我们使用广义Osipkov-Merritt模型的速度色散（VD）各向异性。我们生产的Monte Carlo模型集的基础上的恒星VD配置文件下的$Λ$ CDM和MOND范式。在这里，我们描述的星系数据，经验输入，并获得蒙特卡罗集的建模过程。然后，我们提出了投影的动态恒星质量，$M_{\rm \star e}$，在有效半径$R_{\rm e}$，和基本质量平面（FMP）作为$K$的函数。我们发现$K$依赖性质量相对于ATLAS $^{\rm 3D}$报告的质量的比例为：$\log_{10} \left[M_{\star{\rm e}}(K)/M_{\star{\rm e}}^{\rm A3D} \right] = a' + b' K$与$a'=-0.019\pm 0.012$和$b'=-0.18\pm 0.02$（$Λ$ CDM），或$a'=-0.023\pm 0.014$和$b'=-0.23\pm 0.03$（MOND），用于$0\le K < 1.5$。FMP的系数与维里期望一致，只有零点尺度与$K$一致。阿特拉斯$^{\rm 3D}$星系的$K$的中值是$\langle K\ra…
2018-05-31 astro-ph.GA
Globular cluster orbital decay in dwarf galaxies with MOND and CDM: Impact of supernova feedback
本研究通过模拟对比牛顿引力与QUMOND MOND框架下矮星系中球状星团的轨道衰减，发现超新星反馈无法阻止MOND中大质量球状星团沉降，该结果更支持牛顿引力，还提出引力势涨落与超新星风对矮星系结构的潜在作用。
2024-07-15 astro-ph.GA
Modeling Nearly Spherical Pure-Bulge Galaxies with a Stellar Mass-to-Light Ratio Gradient under the $Λ$CDM and MOND Paradigms: II. The Orbital Anisotropy of Slow Rotators within the Effective Radius
本文研究了24个ATLAS $^{\rm 3D}$纯核星系中恒星速度色散在有效半径$R_{\rm e}$内的各向异性，其中16个是运动学慢旋星系。我们允许的球形各向异性参数$β$径向变化，并允许通过参数$K$的恒星质量-光比（$M_\star/L$）的径向梯度较早介绍。SR的中值各向异性取决于$K$，如下所示：具有$a=0.19\pm 0.05$的$\langleβ_{\rm m}\rangle = a + b K$，$b=-0.13\pm 0.07$（$Λ$ CDM）或$a=0.21\pm 0.05$，$b=-0.26\pm 0.08$（MOND），其中$β_{\rm m}$是指径向平均量。在$Λ$ CDM范例下，该缩放与$\langle f_{\rm DM}\rangle = (0.16\pm 0.03) +(0.31\pm 0.06) K$的缩放相关联，其中$f_{\rm DM}$是指$r=R_{\rm e}$球体内的DM分数。对于$K=0$（常数$M_\star/L$），我们得到径向偏置的结果与$\langleβ_{\rm m}\rangle \approx 0.2$与以前的结果一致。然而，在$0 < K < 1.5$上边缘化产生具有$\langle f_{\rm DM}\rangle = 0.35 \pm 0.08$的$\langleβ_{\rm m}\rangle = …
2019-02-25 astro-ph.GA
Testing MOND using the dynamics of nearby stellar streams
本文在MOND框架下对银河系Helmi流两个团块进行轨道积分，发现它们仅约100 Myr即瓦解，表明当前MOND无法解释该观测结构，并指出恒星流可用于检验其他替代引力模型。
2024-06-13 astro-ph.GA
Non-standard baryon-dark matter interactions
在总结了冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND）范式在不同恒星系统中各自的优点后，我们研究了在螺旋星系中，重子物质和暗物质之间的非标准相互作用是否可以在河外尺度上重现CDM的成功，同时使重子物质有效地服从MOND场方程。
2009-06-03 astro-ph.CO 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 distinguishing factor for gravity models: stellar population synthesis
米尔格罗姆（MOND）、莫法特（MOG）和CDM方案的替代引力都模拟了具有合理细节的螺旋旋转曲线。然而，他们在预测星系的恒星质光比（$M_*/L$）方面显示出显着的差异。我们认为这一特征可以作为不同替代理论之间的区别因素。我们分析了46个低和高表面亮度星系的自转曲线，并将得到的$M_*/L$与恒星星族合成（SPS）方案的预测进行了比较。MOND的颜色- $M_*/L$相关性与SPS模型的预测一致。MOG模型没有表现出这种一致性，而CDM模型的$M_*/L$则表现出较大的离差.此外，采用Bekenstein插值函数的MOND的$M_*/L$比更倾向于SPS格式的Kroupa初始质量函数（IMF），而采用标准和简单插值函数的MOND的$M_*/L$比则与Salpeter IMF一致.这里是区分在SPS上下文中使用的不同IMF的另一指示。
2010-09-14 astro-ph.GA
MOND Fit of Nature Physics 11:245 Mass Distribution Model to Rotation Curve Data
在arXiv：1505.05181中，Iocco、Pato和Bertone分析了修正牛顿动力学（MOND）与他们编制的银河系数据和重子质量分布模型的一致性。我们通过将重子质量分布模型（在他们的原始论文Nature Physics 11：245的图2中显示为黑线）输入到MOND公式（假设所谓的简单插值函数）中，并将这些结果直接绘制在他们原始论文中编译的观测旋转曲线数据之上，从而为讨论做出贡献。我们发现，使用MOND与简单的插值函数的重子模型提供了一个惊人的适合的旋转曲线的观测数据，无需参数调整。我们的结果与McGaugh（2008）的发现以及对外部星系的研究一致。
2015-06-03 astro-ph.GA
Inside MOND: Testing Gravity with Stellar Accelerations
本研究量化了 MOND 宇宙中盘状星系恒星加速度与带冷暗物质晕星系的差异，发现类银河系最大横向加速度远超现有探测能力，但视线加速度差在未来仪器可测范围内。
2023-06-30 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Structure of the equivalent Newtonian systems in MOND N-body simulations. Density profiles and the core-cusp problem
本研究在MOND框架下利用等效牛顿系统概念，通过N体模拟研究星系形成，发现暗物质密度多呈核心结构，与ΛCDM预期的尖点不符，支持MOND解释核心-尖点问题。
2023-08-28 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
The Escape Velocity Curve of the Milky Way in Modified Newtonian Dynamics
在修正牛顿动力学（MOND）的背景下，我们确定了银河系在一定范围内的银心半径（MW）的逃逸速度。由于它的非线性性质，如果MW被认为嵌入在来自遥远物体的恒定外部引力场（EF）中，逃逸是可能的。我们模拟这种情况下使用完全自洽的方法的基础上的直接解决方案的控制方程到几千个磁盘尺度的长度。我们尝试了一系列的EF强度和MW的质量模型，试图匹配Williams等人（2017）的逃逸速度测量。如果MW上的EF为${\sim 0.03 a_{_0}}$，接近所考虑范围的高端，则发现合理匹配。我们的模型包括围绕MW的热气日冕，但我们的结果表明，这应该有一个非常低的${\sim 2 \times 10^{10} M_\odot}$质量，以避免推动逃逸速度太高。我们的分析倾向于一个比${\sim 7 \times 10^{10} M_\odot}$稍低的重子盘质量，以解释MOND中的旋转曲线。然而，鉴于不确定性，MOND是一致的本地测量的MW旋转曲线的振幅和它的逃逸速度在银河系的距离为8 $-$ 50千秒差距。
2020-04-04 astro-ph.GA
Galactic kinematics with modified Newtonian dynamics
我们期待的观测签名，可以区分牛顿和修改牛顿（MOND）在银河系的动力学，鉴于大型天体测量和光谱调查的到来。事实上，MOND的一个典型特征是一个明显的“幻影”暗物质盘，它与可见的盘密度分布唯一相关。由于这个幻影暗盘，具有球形晕的牛顿模型与接近银河平面的MOND模型有不同的特征。因此，这些模型可以通过动态测量（在牛顿动力学范围内）太阳半径处的盘表面密度、盘内的径向质量梯度或银河平面上方的速度椭球倾斜角来区分。利用最现实的银河系重子质量模型，我们预测，如果MOND适用，在1.1kpc的银道面范围内，由牛顿学家测量的局部面密度将约为78 Msun/pc ~ 2，动态测量的盘尺度长度将相对于可见盘尺度长度增加1.25倍，并且在平面上方1 kpc处速度椭球的局部垂直倾斜将大约为6度。这些测试中没有一个能对目前银河系数据的准确性做出结论，但随着像GAIA这样的大型调查的出现，它们将成为主要的兴趣。
2009-04-24 astro-ph.GA
Milky Way dark matter distribution or MOND test from vertical stellar kinematics with Gaia DR3
本研究利用Gaia DR3的6D恒星运动学数据，通过金斯方程分析银河系银道面附近的动力学质量，发现球形暗物质晕、MOND模型及纯可见物质模型均与数据相符，同时排除了盘状暗物质模型。
2024-12-12 astro-ph.GA
Cosmological implications of the Gaia Milky Way declining rotation curve
\'E cole Centrale de Lyon, 36 Avenue Guy de Collongue, 69134 Écully, France Universit \'e de Toulouse, UPS-OMP, IRAP, CNRS, 14 Avenue Edouard Belin, F-31400 Toulouse, France
针对盖亚观测到的银河系旋转曲线下降现象，研究表明标准MOND范式无法解释该现象，放宽重子成分特性后MOND的$a_0$上限远低于通常值，而NFW模型可拟合下降，为暗物质替代理论提供了新约束。
2025-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Coincidences: Small-Scale Solutions with Refracted Gravity and MOND
广义相对论及其牛顿弱场极限不足以解释宇宙中观察到的现象，从大尺度结构的形成到星系的动力学，只有重子物质存在。研究最多的宇宙学模型$Λ$ CDM通过引入暗能量和暗物质这两个暗分量来解释大部分观测结果，这两个暗分量代表了宇宙质量-能量预算的95%，即$\sim$。然而，$Λ$ CDM模型在星系尺度上面临着重要的挑战。例如，盘星系中暗物质和重子物质的性质之间的一些非常紧密的关系，如重子Tully-Fisher关系（BTFR）、质量离散-加速度关系（MDAR）和径向加速度关系（RAR），它们见证了加速度标度$a_0 \simeq 1.2 \times 10^{-10}$ m s $^{-2}$的出现，不能用CDM范式直观地解释，宇宙结构通过随机合并过程形成。一个更突出的巧合是，星系动力学产生的加速度标度$a_0$似乎也与宇宙学常数$Λ$有关。另一个挑战是矮星系，它们比最里面的区域预期的要暗。这些证据可以更自然地解释，或者有时甚至预测，通过修改的引力理论，不引入任何暗流体。我用修改后的重力理论MOND来说明这些问题的可能解决方案，该理论在加速度小于$a_0$的情况下偏离牛顿重力，并用折射重力来说明这些问题，折射重力是2016年引入的一种新的经典重力理论，其中重力定律的修改由密度尺度来调节。
2023-01-17 astro-ph.GA
Spatial and orbital planes of the Milky Way satellites: unusual but consistent with $Λ$CDM
我们在Miky Way（MW）大小的光环的一系列放大高分辨率无耗散模拟中检查了卫星的空间分布和轨道极点相关性。我们使用测量的分布来估计的发病率的卫星配置作为扁平和相关的轨道极分布的卫星系统的银河系。我们确认，这种发病率是敏感的subhaloes的径向分布，从而影响它的过程，如人为中断由于数值效应和中断由于中央磁盘。控制的分辨率的影响和括号的磁盘的影响，我们发现，MW卫星系统是有点不寻常的（在$\approx 2-3σ$水平），但统计上是一致的$Λ$ CDM模型，在一般协议与其他最近的研究结果和结论。
2022-09-06 astro-ph.GA
Imprint of the galactic acceleration scale on globular cluster systems
本文报道了17个早型星系（ETG）样本中球状星团（GC）系统的密度分布在恒星施加的引力加速度等于由径向加速度关系（MOND）已知的星系加速度标度$a_0$的半径处出现了突变。与银河系中其他特征半径的匹配并不那么接近。我们在$Λ$ CDM模型和MOND的框架内提出了可能的解释。我们发现初步的证据表明，在$Λ$ CDM的背景下，GC揭示不仅通过丰富的GC系统的暗晕的质量，但也通过GC系统的破裂半径的浓度。
2019-08-13 astro-ph.GA
Distinguishing Standard from Modified Gravity in the Local Group and beyond
本文通过星系团碰撞速度、本地星系群中银河系与仙女座星系的飞掠历史及高速矮星系候选体等检验，探讨如何区分MOND与ΛCDM，并利用MOND计算银河系逃逸速度曲线以验证其有效性。
2018-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the radial acceleration relation of $Λ$CDM satellite galaxies
在明亮星系中测量到的径向加速度与观测到的重子分布产生的径向加速度密切相关，这种现象称为径向加速度关系（RAR）。矮球状卫星星系最近被发现偏离了对更大质量物体测量的RAR的外推，但具有更大的散射。如果得到新数据的证实，这一结果将为低加速度下的引力理论提供强有力的检验，而这需要强有力的理论预测。通过使用高分辨率的流体动力学模拟，我们表明，在宇宙学的标准模型（$Λ$ CDM），卫星星系预计将遵循相同的RAR作为更明亮的系统，但与一个更大的散射不相关的星系的物理性质。在模拟中，RAR随红移的变化是温和的。此外，由于主机的引力场引起的加速度对RAR没有影响。这与修正牛顿动力学（MOND）中的外场效应形成对比，后者导致星系在强外场中偏离RAR。$Λ$ CDM和MOND之间的这种差异提供了一种可能的方法来区分它们。
2018-05-18 astro-ph.CO 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
Hooks & Bends in the Radial Acceleration Relation: Discriminatory Tests for Dark Matter and MOND
本研究利用FIRE-2模拟发现RAR中的向下钩状和弯曲特征，这些特征在MOND的修正惯性理论中难以解释，但在有核暗物质晕的ΛCDM模型中自然出现，为判别暗物质与MOND提供新检验。
2024-03-19 astro-ph.GA
Variable Modified Newtonian Mechanics III: Milky Way Rotational Curve
本研究提出VMOND模型下银河系质量过密度整体演化为维里化球体并形成扁平盘的理想化模型，计算17.77-27.30kpc旋转曲线，得到半径相关加速度的BTFR，模型旋转速度与Gaia DR3数据高度吻合。
2025-10-27 astro-ph.GA
Variable Modified Newtonian Mechanics IV: Non Rotating Galaxies
本文提出一种可变修正牛顿动力学模型，用宇宙学加速度替代 MOND 加速度，研究银河系质量原星系云演化，发现可在 z>7 形成准稳态，解释高红移星系形态稳定性。
2025-05-09 astro-ph.GA
MOND orbits in the Oort cloud
本文用数值方法研究了Oort云（r \approx 50-150 kAU）在MOND低加速度区的典型轨道特征。我们考虑了所谓的外部场效应（EFE），因为太阳系嵌入银河系。在MOND的框架中，这是有关系的，因为太阳系感受到的银河系起源的引力加速度与MOND的特征加速度标度A_0 \approx 10^-10 m s^-2在同一数量级上。我们使用三种不同形式的MOND插值函数μ（x）和两种不同的太阳位置银河场值。我们发现，MOND产生高度扭曲的轨迹相对于牛顿的情况下，特别是非常偏心的轨道。结果表明，MOND轨道的形状强烈依赖于初始条件。对于特定的初始状态向量，黄道平面中的MOND路径会收缩，比牛顿情况下的空间区域小得多，并且在一个开普勒轨道周期内经历高频变化。不同初始条件下的极轨和近极轨的畸变程度也不同，但它们所占据的空间范围更广。这一事实可能对奥尔特云的成分和动力学历史产生难以预测的影响。
2010-08-27 astro-ph.EP astro-ph.GA gr-qc
The Milky Way's plane of satellites: consistent with $Λ$CDM
“卫星平面问题”描述了银河系中11个最亮的卫星星系在一个非常薄的平面上的排列，可能是由旋转支撑的。这显然与标准宇宙学模型相矛盾，在标准宇宙学模型中，银河系被弥散支持的暗物质晕所包围。在这里，我们表明，报告的异常各向异性的卫星系统是强烈的偶然的不平衡的径向分布，早期的模拟未能再现，结合密切，但短暂的连接的两个最遥远的卫星，狮子座I和狮子座II。使用盖亚自行，我们表明，轨道极点对齐是比以前报道的更常见，并揭示了卫星的平面是瞬态的，而不是旋转支持。与新的模拟相比，这种短命的飞机很常见，我们发现银河系卫星与标准模型的预期是兼容的。
2022-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fourth Order Gravity, Scalar-Tensor-Vector Gravity, and Galaxy Rotation Curves
Lambda CDM模型是宇宙学数据和观测到的银河系自转曲线的最佳拟合。然而，在没有直接探测到暗物质的情况下，人们应该探索诸如MOND之类的理论，也许还可以修改引力理论，如四阶引力和标量-张量-矢量引力[STVG]，作为对星系旋转曲线的非开普勒行为的可能解释。STVG有一个修正的重力加速度定律，它试图通过固定两个自由参数来拟合数据。我们表明，值得注意的是，我们在弱场极限的场方程在四阶引力理论的双调和方程意味着牛顿加速度的修改，这是完全相同的排斥汤川形式的STVG理论，和修正可以在原则上是足够大的尝试和解释所观察到的旋转曲线。我们还解释了我们的模型是如何提供MOND的第一原理理解的。我们还表明，STVG和四阶重力预测的加速度参数$a_0$，其值是相同的顺序在MOND。
2013-11-09 astro-ph.GA gr-qc
Densities and mass assembly histories of the Milky Way satellites are not a challenge to $Λ$CDM
本研究使用基于 $Λ$CDM 模拟的 \ exttt{GRUMPY} 模型考察银河系卫星的内部物质密度与质量组装历史，发现观测结果与模型预测广泛一致，不构成挑战。
2023-06-14 astro-ph.GA
Around The Way: Testing $Λ$CDM with Milky Way Stellar Stream Constraints
最近对银河系5和GD-1潮汐流的分析表明，银河系内部的暗物质晕接近于球形，与宇宙结构形成的无碰撞N体模拟的预测相矛盾。我们使用厄里斯模拟测试相结合的耗散物理和层次结构的形成是否可以产生银河系般的星系，其暗物质晕匹配的潮汐流约束GD-1和GD-5集群。我们使用模拟的厄里斯星系的动力学模型来产生GD-1和1955潮汐流的许多实现，边缘化的集群银河系中心的位置和速度的观测不确定性，并与观测约束比较。我们发现，重子和暗物质贡献的厄里斯的总密度和潜力满足现有的银河系恒星流数据的约束，因为重子都轮和重新分配的暗物质在星系的耗散形成，并提供一个集中的质量分布，轮内部潜力。厄里斯暗物质晕或球形Navarro-Frenk-White暗物质在模拟流数据时工作得很好。相比之下，等效的暗物质-只有ErisDark模拟产生一个长晕，不能再现所观察到的流数据。正在进行的盖亚任务将提供决定性的测试之间的一致性$Λ$ CDM和银河系流，并应区分像厄里斯和更多的球形晕模型。
2018-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
ΛCDM with baryons vs. MOND: the time evolution of the universal acceleration scale in the Magneticum simulations
修正牛顿动力学（MOND）是标准冷暗物质（CDM）范式的替代方案，CDM范式提出了在低加速度下牛顿运动定律的改变，其特征在于通用加速度标度a_0。它试图解释星系自转曲线的观测，并预测星系中重子和总加速度的特定标度关系，称为旋转加速度关系（RAR），它可以等效地表述为质量离散加速度关系（MDAR）。这些关系在观测数据中的出现，例如宇宙质量，导致了在使用标准ΛCDM模型的宇宙学模拟中存在类似关系的研究。在这里，我们报告的RAR和MDAR的存在类似于预测的MOND在ΛCDM使用大样本的星系提取的宇宙学，流体动力学模拟（Magneticum）。此外，利用不同红移的磁层星系，通过拟合MOND力定律，得到了加速度参数a_0随宇宙时间演化的预测。在Magneticum中，a_0的最佳拟合被发现从红移z = 0到z = 2增加约3倍。这提供了一个强有力的测试，从宇宙学模拟来区分MOND和ΛCDM观测。
2022-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Jeans that fit: weighing the mass of the Milky Way analogues in the $Λ{\rm CDM}$ universe
球面Jeans方程是天文学中研究引力系统动力学的常用工具。在这里，我们测试它的有效性，在强大的重量银河系类似物的质量，因为他们不需要在平衡，甚至球形。利用Bullock和Johnston（2005）根据$Λ{\rm CDM}$宇宙学模拟的银河系恒星晕，并在Jeans形式下对其进行分析，我们恢复了距离为$r/{\rm kpc}\in[10,100]$，偏差为$\sim12\%$，色散为$\sim14\%$的母星系的基本质量分布。此外，从SURFS模拟三轴暗物质晕的质量分布，在缩放半径$0.2<r/r_{\rm max}<3$，测量的偏差为$\sim-2.4\%$和分散$\sim10\%$。所获得的分散不是因为泊松噪声，由于小颗粒数，因为它是后者的两倍。我们解释的色散是由于固有的性质的$Λ{\rm CDM}$晕，例如是非球面和平衡。因此，从恒星晕中得到的色散值限制了用球形金斯方程重建类银河系星系质量分布的精度，大约为$12\%$（在调整了随机不确定性之后）。这一限度与观测数据的数量和质量无关。非零偏差的原因尚不清楚，因此其解释在此阶段并不明显。
2018-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mass models of the Milky Way and estimation of its mass from the GAIA DR3 data-set
我们使用来自盖亚DR 3数据集的数据，通过分析5 kpc至28 kpc距离范围内的旋转曲线来估计银河系（MW）的质量。我们考虑三种质量模型：第一个模型在已知的恒星成分中加入了一个球形的暗物质（DM）晕，遵循Navarro-Frenk-White（NFW）轮廓。第二个模型假设DM仅限于银河系盘，遵循的想法是，在银河系中观察到的气体密度与更大质量的DM盘（DMD）的存在有关，类似于在其他星系中观察到的DM和气体之间的相关性。第三个模型只使用已知的恒星质量分量，并基于修正的牛顿动力学（MOND）理论。我们的研究结果表明，DMD模型的准确性与NFW和MOND模型相当，并且在旋转曲线下降但误差最大的大半径处更好地拟合数据。对于NFW模型，我们得到了一个维里质量$M_{vir}= (6.5 \pm 0.3) \times 10^{11} \; M_\odot$与浓度参数$c=14.5$，这是低于通常报道。在DMD的情况下，我们发现MW质量是$M_d = (1.6 \pm 0.5) \times 10^{11} \; M_\odot$，圆盘的特征半径为$R_d=17$ kpc。
2023-02-02 astro-ph.GA
Local Group timing in Milgromian dynamics. A past Milky Way-Andromeda encounter at z>0.8
本机组计时一直是失踪的质量问题的第一个历史性的探索之一。虽然现代宇宙学探测表明，纯重子动力学在最大尺度上是不够的，但附近的星系和小星系群一直遵守米尔格罗姆的MOND定律，这意味着小尺度的动力学可能完全由重子预测。在这里，我们调查本地集团的时间在这种背景下Milgromian动态。利用最新观测到的仙女座星云和麦哲伦星云的自行和径向速度，利用Milgromian二体运动方程，对它们的轨道进行了积分。我们发现，与目前测量的自行和径向速度的M31，MOND将意味着银河系和M31出生后，首先通过哈勃膨胀分开，但随后必然会再次被吸引Milgromian引力吸引，并有一个过去的飞行相遇之前来到他们现在的位置。这种遭遇很可能发生在7到11 Gyr之前（0.8<z<3）。没有暗物质晕及其相关的动力学摩擦是这种近距离接触不触发合并的必要条件。因此，从在本星系群规模上证伪或证明米尔格罗米亚动力学的观点来看，能够排除或支持这种过去相遇的观测论证是非常重要的。有趣的是，最接近的相遇是足够小的（<55 kpc），对盘动力学有严重的影响，包括厚盘的形成，以及两个星系的卫星系统。卫星星系和年轻的晕状球状星团的年龄都与这些天体在这次相遇中诞生的年龄相一致，它们都形成了银河系周围巨大的极地结构。
2013-07-03 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The central densities of Milky Way-mass galaxies in cold and self-interacting dark matter models
我们提出了一套重子宇宙放大模拟的自相互作用暗物质（SIDM）晕内的“反馈在现实环境”（FIRE）项目。这三个模拟的晕有$\sim 10^{12}\, \text{M}_\odot$在$z=0$维里质量，我们研究速度无关的自相互作用截面1和10 ${\rm cm^2 \, g^{-1}}$。我们研究了冷暗物质（CDM）和SIDM模型中的恒星形成率和母晕的暗物质密度剖面的形状。在SIDM晕中形成的星系在$z\leq1$有更高的恒星形成率，与CDM模拟相比，导致更多的大质量星系。虽然CDM和SIDM模拟都显示了不同形状的暗物质密度分布，但与CDM晕相比，SIDM晕可以在几个kpcs内达到更高和更陡峭的中心密度。我们确定了星系的半质量半径内的恒星的积累和中心暗物质密度的增长之间的相关性。在SIDM晕的热化过程中的一个致密的恒星组件的存在下，增强。因此，具有高度集中的重子轮廓的SIDM晕被预测为具有比CDM晕更高的中心暗物质密度。总的来说，SIDM晕比CDM晕更容易受到大量重子分布的影响。
2021-09-08 astro-ph.GA
An eccentric transit timing test of modified gravity
本文提出利用遥远食双星的TTVs与TDVs探测MOND导致的拱线进动，以避开外场效应并实现类太阳系精度的修正引力检验。
2024-10-02 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Testing MOG, Non-Local Gravity and MOND with rotation curves of dwarf galaxies
修正引力（MOG）和非定域引力（NLG）是广义相对论的两种替代理论。他们能够解释螺旋星系和星系团的旋转曲线，而不包括暗物质（Moffat & Rahvar 2013，2014; Rahvar & Mashhoon 2014）。在弱场近似下，这两个理论有类似的形式，有效引力势有两个分量：（i）牛顿引力，引力常量增加了一个因子$(1+α)$;（ii）汤川型势，产生一个长度标度为$1/μ$的排斥力。在这项工作中，我们比较了小东西目录中的矮星系的旋转曲线与MOG，NLG和修正的牛顿动力学（MOND）的预测。我们发现，这些理论的通用参数，可以拟合的旋转曲线的矮星系与更大的恒星质量的光比相比，在银河系附近的恒星。未来对矮星系中恒星质量函数的直接观测可以检验不同的修正引力模型。
2017-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The distribution and morphologies of Fornax Cluster dwarf galaxies suggest they lack dark matter
本文通过天炉座深场巡天数据与模拟对比，发现矮星系潮汐破坏阈值与MOND预测一致而与ΛCDM不符，表明天炉座矮星系可能缺乏暗物质。
2024-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The abundance of satellite galaxies in the inner region of $Λ$CDM Milky Way sized haloes
一致性$Λ$ CDM宇宙学预测了数十个分布在银河系（MW）内部区域（$<40\ \lkpc$）的卫星星系，但目前发现的最多的是$12$，其中包括最近由暗能量巡天（DES）发现的3个和其他巡天（如PanSTARRS，MagLiteS）发现的5个。利用$\aqua$项目中的$5$超高分辨率模拟MW级暗物质晕，结合$\galf$半解析星系形成模型，研究了MW级暗物质晕中$40\ \lkpc$模型卫星星系群的性质.平均而言，在每个晕中，该模型预测了大约$20$内卫星星系，其中$5$的光度与经典卫星星系相当，这与观测中相应的数字形成了鲜明的对比。我们进一步研究了这些模型内卫星的生存能力，在存在一个中央恒星盘与一组理想的模拟。这些都是通过重新演化整个$\aqua$内卫星星系（121）的四分之一（30）来完成的，除了MW晕之外，还包括静态盘势。我们的发现是，额外的磁盘完全破坏了这些卫星的40个子星系，并在每个$\aqua$的$40\ \lkpc$内的$14$卫星星系的结果，在合理的观测结果。
2018-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The edge of galaxy formation III: The effects of warm dark matter on Milky Way satellites and field dwarfs
在本系列的第三篇论文中，我们研究了粒子质量为$m_\mathrm{WDM}=3\,\mathrm{keV}$的暖暗物质对宇宙中最小星系的影响。我们提出了一个样本的21个流体动力学宇宙学模拟的矮星系和20个模拟的卫星-宿主星系的相互作用，我们都在冷暗物质（CDM）和暖暗物质（WDM）的情况下进行。在WDM模拟中，我们观察到一个更高的临界质量的恒星形成的开始。在WDM中，结构生长被延迟，因此WDM晕的恒星星族比CDM晕平均年轻两个陀螺。然而，尽管这种延迟的恒星形成，CDM和WDM星系都能够再现观测到的速度色散，恒星质量，大小和金属丰度的标度关系在$z=0$。WDM卫星晕在银河系质量主机更容易受到潮汐剥离，由于其浓度较低，但他们的星系甚至可以生存更长的时间比CDM同行，如果他们生活在一个暗物质晕与陡峭的中央斜坡。与我们以前的CDM卫星研究一致，我们观察到WDM卫星的中央暗物质密度斜率由于剥离而变陡。CDM和WDM之间卫星星系平均恒星年龄的差异，可以在未来用于解开这两个模型。
2019-02-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Robust Determination of Milky Way Satellite Properties using Hierarchical Mass Modeling
我们介绍了一种新的方法来确定质量分布，以及整体分布，本群卫星星系。具体来说，我们采用了统计多级建模技术，贝叶斯分层建模，同时限制个别本地集团银河系卫星星系的属性和银河系卫星人口的特点。我们表明，这种方法减少了个别矮星系质量测量的不确定性最微弱的星系的几个因素。我们发现，银河系卫星的分布推断的分析，除了明显缺乏高质量的晕，是符合的拉姆达冷暗物质（拉姆达CDM）的范例。特别是，我们发现，无论是测量的最大圆速度和半径之间的关系，在这个速度，以及推断的质量之间的关系在300秒差距和光度，相匹配的最大圆速度低于20公里/秒的晕的Lambda-CDM模拟预测的值。也许更引人注目的是，这项分析似乎表明，这些星系共享一个更尖的“平均”晕形状。虽然这项研究调和了许多观测到的银河系卫星分布的特性与Lambda CDM模拟，我们发现，仍然有一个赤字的卫星的最大圆周速度为20-40公里/秒。
2015-06-19 astro-ph.GA
Testing a proposed "planarity" tool for studying satellite systems: On the alleged consistency of Milky Way satellite galaxy planes with $Λ$CDM
本文检验了一种用于研究卫星系统平面性的新度量，发现该度量会因与卫星平面无关的各向异性特征和对系统取向的敏感性而错误推断出更高的平面性，从而证明其不适用于衡量卫星系统整体平面性，也不能据此支持银河系卫星平面与ΛCDM一致。
2024-12-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
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
Flat Galactic Rotation Curves Interpreted as Evidence for the Mach's Principle
Universidad de Chile（智利大学）
该研究提出用马赫主义解释平坦星系旋转曲线，将BTFR改写为宇宙学形式，通过高红移观测验证，发现数据支持准德西特宇宙，为马赫原理提供了新证据。
2026-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
MOND simulation suggests the origin of some peculiarities in the Local Group
银河系（MW）和仙女座（M31）星系拥有旋转的卫星平面。它们的形成至今尚未得到令人满意的解释。认为MW和M31卫星星系是古老的潮汐矮星系，这可以解释它们的结构。Zhao等人（2013年）在MOND修正动力学范式中对MW-M31相对轨道的分析向后计算得到了支持，这意味着它们在7-11 Gyr前近距离飞越。在这里，我们将使用简化的首次自洽模拟更详细地探索MOND中的本地组历史。我们注意到在模拟中的遭遇所引起的功能，并确定其可能的真实对应物。模拟被设置为近似地再现所观察到的MW和M31质量、有效半径、分离、相对速度和盘倾角。我们使用公开可用的自适应网格细化代码Phantom of RAMSES。在模拟中，物质沿着潮汐尾从MW转移到M31。这次遭遇导致了几个类似于当地群体特征的结构的形成。最值得注意的是：1）由转移的材料围绕M31形成的旋转平面结构。它的大小与观测到的卫星平面相似，并且与模拟的MW侧对，就像真实的MW一样。2)同样的结构在大小和形态上也与M31附近观测到的潮汐特征相似。3)MW中的翘曲以与观察到的振幅和方向相似的振幅和方向发展。4)模拟MW周围形成了一团粒子云，范围与实际MW卫星系统相同。这次相遇并没有以哈勃时间的合并而结束。模拟结果表明，MOND可能解释了本星系群的许多特性，而且MOND中的非合并星系相遇可以在星系中产生潮汐特征。
2018-02-06 astro-ph.GA
Acceleration Relations in the Milky Way as Differentiators of Modified Gravity Theories
星系的动力学质量与重子产生的牛顿加速度之间存在着强关联。这种关系被称为“质量-离散加速度关系”（MDAR）。进一步的研究揭示了一个更紧密的关系--“径向加速度关系”（RAR）--在观测到的总加速度和重子产生的（牛顿）加速度之间。到目前为止，修正的引力理论仍然比$Λ$ CDM更成功地解释了这些关系。然而，最近的一项研究指出，当RAR被表示为观测到的加速度和预期的重子牛顿加速度之间的差异（这被称为“晕加速关系或HAR”）时，它为修正的引力理论和暗物质假设提供了更强的检验。扩展我们以前的工作\citep{kt2018}，我们提出了一个案例研究的修改后的重力理论，特别是外尔共形重力和修改后的牛顿动力学（MOND），使用最近推断的银河系加速度数据。我们调查如何以及这些理论的引力和RAR标度律可以解释目前的观察。
2020-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
N-body simulations of the Carina dSph in MOND
经典矮椭球（dSphs）为修正牛顿动力学（MOND）提供了一个关键的测试，因为它们是可观测的卫星星系系统，具有低的内部加速度和低的，但周期性变化的外部加速度。这种变化的外部引力场作用于内部加速度较低的系统并不常见。使用金斯模型，特别是船底座已被证明需要一个V波段的质光比大于5，这是一个古老的恒星星族的名义上限。我们运行MOND N体模拟的船底座一样的dSph绕银河系运行，以测试如果dSph在MOND是稳定的潮汐力超过哈勃时间，如果这些相同的潮汐力人为地膨胀其速度色散，因此其表观质量与光的比例。我们对船底座和银心轨道（与自行一致）的各种初始总质量进行了许多模拟，并将模拟的视线速度离散度（losVD）与Walker等人（2007）观察到的losVD进行了比较。我们发现，dSphs是稳定的，但潮汐力是不利于人为膨胀的losVD。此外，最好地再现观测到的船底座视线速度分散的质光比范围为5.3至5.7，圆形轨道比俯冲轨道更受欢迎。因此，在MOND中船底座dSph所需的质光比与恒星星族合成模型所预期的质光比之间仍然存在一些紧张关系。仔细处理二进制人口或三轴性是否会减少这种紧张局势还有待观察。
2014-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Milky Way's Halo and Subhalos in Self-Interacting Dark Matter
我们进行高分辨率的模拟MW类星系的自相互作用的冷暗物质模型的弹性截面超过质量的$1~\rm cm^2/g$（SIDM），并比较模型没有自相互作用（CDM）。我们运行我们的模拟与时间相关的嵌入势，捕捉重子盘和凸起的贡献的影响。嵌入重子势的CDM和SIDM模拟显示出非常相似的主晕轮廓，次晕丰度和径向分布的维里半径。SIDM主晕的中心密度比CDM主晕大，并且没有可辨别的核心，这与没有重子势的情况（核心大小$\sim 7 \, \rm kpc$）形成鲜明对比。在我们的SIDM模拟中，最大质量的subhalos（与$V_{\mathrm{peak}}> 20 \, \rm km/s$），预计将托管经典的卫星星系，具有密度分布，其密度小于半径小于500 pc的CDM类似物，但偏差减小为质量较小的subhalos。在CDM和SIDM模拟中包含重子势的情况下，最大质量的暗晕不会出现“太大而不能倒”的问题。然而，在这两个模拟中，大质量的暗晕中密度最小的暗晕往往具有最小的近心点值，这一趋势在明亮的MW卫星星系中并不明显。
2019-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
