La diversité des courbes de rotation des galaxies simulées avec des cusps et des noyaux

RÉSUMÉ Nous utilisons des simulations hydrodynamiques cosmologiques ΛCDM pour explorer la cinématique des disques gazeux dans les galaxies naines de type tardif. Nous créons des « observations » de haute résolution à 21 cm de nains simulés produits dans deux variantes du modèle de formation de galaxies EAGLE : l'une où les flux de gaz entraînés par les supernovae redistribuent la matière noire et forment des « noyaux » à densité constante, et l'autre où les « cusps » centraux survivent intacts. Nous « observons » chaque galaxie le long de plusieurs lignes de sight et dérivons une courbe de rotation pour chaque observation en utilisant une approche conventionnelle des anneaux inclinés pour modéliser la cinématique des gaz. Nous trouvons que le processus de modélisation introduit des divergences systématiques entre la courbe de rotation récupérée et la véritable courbe de vitesse circulaire principalement dues à (i) des orbites de gaz non circulaires dans les disques ; (ii) l'épaisseur finie des disques gazeux, ce qui conduit à un chevauchement de différents rayons en projection ; et (iii) des départs de l'équilibre dynamique. Les nains avec des cusps de matière noire semblent souvent avoir un noyau, tandis que l'erreur inverse est moins courante. Ces effets reproduisent naturellement une tendance observée que d'autres modèles peinent à expliquer : les nains de type tardif avec des courbes de rotation plus fortement croissantes semblent être dominés par la matière noire dans les régions intérieures, tandis que l'inverse semble être vrai dans les galaxies avec des courbes de rotation de type noyau. Nous concluons que si des effets similaires affectent les courbes de rotation des nains observés, une population de nains de type tardif dans laquelle toutes les galaxies ont des noyaux de matière noire considérables est très probablement incompatible avec les mesures actuelles.