银河系中暗物质子晕的动力学演化：银盘的作用

《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》：Dynamical evolution of dark matter subhaloes in the Milky Way: role of the Galactic disc

　　

摘要

围绕在银河系（MW）内部运行的暗物质（DM）次晕是暗物质探测的有利目标，对其信号可探测性和空间分布的可靠预测对于探索暗物质的本质至关重要。近期的研究表明，银河系重子成分产生的潮汐力提高了次晕的质量损失效率，但相关的物理过程仍未得到充分理解。本研究旨在阐明银盘的作用。通过使用N体模拟，我们研究了次晕的动力学演化如何随其轨道与银盘之间的倾角而变化。轨道相对于银盘倾斜几度的次晕会快速穿过银盘，这增强了潮汐激波加热，从而提高了质量损失效率。相比之下，当次晕轨道与银盘完全共面时，绝热屏蔽会抑制潮汐激波的能量输入，导致较低的质量损失效率。潮汐剥离降低了次晕内部的暗物质密度，从而减弱了其暗物质信号的光度。因此，我们预计位于太阳银心半径处距银盘中平面约0.15 ? 2.3 kpc的次晕（对应倾角为1^○ ? 15^○）仅发出微弱信号，而仍嵌在银盘中的次晕则是间接暗物质探测更有前景的候选目标，前提是能够仔细扣除来自重子发射源的污染。尽管它们的质量损失历史差异显著，但次晕的结构演化仍可由文献中报道的潮汐轨迹很好地描述。