Gezeitenströme testen das Äquivalenzprinzip im Dunkelmaterie-Sektor

Satellitengalaxien, die derzeit einer Gezeitenstörung unterliegen, bieten eine einzigartige Gelegenheit, um eine effektive Verletzung des Äquivalenzprinzips im dunklen Sektor einzuschränken. Während Dunkelmaterie im Standardszenario ausschließlich über Gravitation auf großen Skalen interagiert, könnte eine neue Fernkraft zwischen Dunkelmaterie-Partikeln in Theorien entstehen, in denen die Dunkelmaterie mit einem leichten skalares Feld gekoppelt ist. Eine Kraft dieser Art, die dem Invers-Quadrat-Gesetz folgt, würde sich als eine Verletzung des Äquivalenzprinzips in der Dynamik der Dunkelmaterie im Vergleich zu Baryonen in Form von Gas oder Sternen manifestieren. In einem früheren Papier haben wir gezeigt, dass eine anziehende Kraft Sterne von der Tiefe des gravitativen Potentialtopfes des Satelliten nach außen verschieben würde, was zu einem höheren Anteil an Sternen führt, die aus dem Gezeitenhub weiter vom galaktischen Zentrum gestört werden. Da Sterne, die von der fernen (nahe) Seite des Satelliten gestört werden, den nachfolgenden (führenden) Gezeitenstrom bilden, wird eine anziehende Dunkelmaterie-Kraft eine relative Verstärkung des nachfolgenden Stroms im Vergleich zum führenden Strom erzeugen. Diese charakteristische Signatur einer Dunkelmateriekraft könnte durch detaillierte Beobachtungen der Gezeitenströme eines sich störenden Satelliten, wie sie kürzlich durch die Two-Micron All-Sky Survey (2MASS) und die Sloan Digital Sky Survey (SDSS) an der Sagittarius (Sgr) Zwerggalaxie durchgeführt wurden, erkannt werden. Hier zeigen wir, dass diese Signatur robust gegenüber Veränderungen in unseren Modellen sowohl für den Satelliten als auch für die Milchstraße ist, was darauf hindeutet, dass wir hoffen könnten, nach einer Dunkelmaterie-Kraft in den Gezeitenmerkmalen anderer kürzlich entdeckter Satellitengalaxien zusätzlich zur Sgr-Zwerggalaxie zu suchen.