Ultra-light dark matter in ultra-faint dwarf galaxies
Ultra-light dark matter in ultra-faint dwarf galaxies
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超微弱矮星系中的超轻暗物质
DOI：
10.1093/mnras/stw1256
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发表时间：
2016
影响因子：
4.8
通讯作者：
Calabrese E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Calabrese E
冷暗物质（CDM）模型很难与星系尺度的观测结果相匹配。张力可以通过戏剧性的重子反馈效应或通过修改CDM的粒子物理来减小。在这里，我们考虑一个超轻标量场DM粒子表现出低于DM粒子质量依赖的金斯尺度的波动性质。对于DM质量m = 10− 22 eV，这种情况延迟了星系的形成，并避免了暗物质晕中心的尖点。我们使用新的测量半轻质量超微弱矮星系天龙座II和三角座II估计DM粒子在这个模型中的质量。我们发现，如果恒星的星族在密度分布的核心，那么数据与具有m = 3.7-5.6 × 10− 22 eV的DM粒子的波动暗物质模型一致。这种极轻粒子的存在将有助于形成一个中央孤立子核心，取代了Navarro-Frenk-白色轮廓的尖端，并使预测更接近矮星系核心中心密度的观测。
Cold Dark Matter (CDM) models struggle to match the observations at galactic scales. The tension can be reduced either by dramatic baryonic feedback effects or by modifying the particle physics of CDM. Here, we consider an ultra-light scalar field DM particle manifesting a wave nature below a DM particle mass-dependent Jeans scale. For DM massm∼ 10−22eV, this scenario delays galaxy formation and avoids cusps in the centre of the dark matter haloes. We use new measurements of half-light mass in ultra-faint dwarf galaxies Draco II and Triangulum II to estimate the mass of the DM particle in this model. We find that if the stellar populations are within the core of the density profile then the data are in agreement with a Wave Dark Matter model having a DM particle withm∼ 3.7–5.6 × 10−22eV. The presence of this extremely light particle will contribute to the formation of a central solitonic core replacing the cusp of a Navarro–Frenk–White profile and bringing predictions closer to observations of cored central density in dwarf galaxies.
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