Cinemática Estelar Espacialmente Resuelta de la Galaxia Ultra-difusa Dragonfly 44. II. Restricciones sobre Materia Oscura Difusa

Resumen Dada la ausencia de materia oscura (DM) detectada directamente como partículas masivas débilmente interactuantes, hay un gran interés en la posibilidad de que DM sea un campo escalar ultraligero, denotado aquí como DM “difusa”. Las galaxias ultra-difusas, con tamaños de galaxias gigantes y luminosidades de galaxias enanas, tienen un amplio rango de masas de halo de DM, lo que proporciona nuevas oportunidades para explorar las conexiones entre galaxias y sus halos de DM. Tras nuevas observaciones espectroscópicas con unidad de campo integral y modelado dinámico de la galaxia ultra-difusa dominada por DM Dragonfly 44 en las afueras del Cúmulo Coma, presentamos modelos de DM difusa restringidos por la dinámica estelar de esta galaxia. Inferimos una masa de campo escalar de , consistente con otras restricciones de la dinámica de galaxias pero en tensión con restricciones de modelado del espectro de potencia del bosque Ly α. Si bien no podemos distinguir estadísticamente entre modelos de DM difusa y modelos de DM fría “normal”, encontramos que las propiedades inferidas del halo de DM difusa satisfacen una serie de predicciones para halos en una cosmología de DM difusa. En particular, encontramos buena concordancia con la relación predicha entre el tamaño del núcleo y la masa del halo, así como el radio de transición entre la región interna dominada por presión cuántica y la región externa del halo.