Galaktische Rotationskurven aus grenzstabilisierten Druckgeometrien: eine gekernte Alternative zu cuspartigen dunklen Materiehaufen

Das Dunkle-Materie-Problem in Galaxien wird normalerweise als eine Wahl zwischen kollisionslosen Haufen und modifizierter Dynamik formuliert. Wir untersuchen eine dritte Möglichkeit: ein effektives Modell auf Galaxien-Skala, in dem die Unterstützung durch den Haufen durch eine grenzstabilisierte äußere Druckkonfiguration in einem effektiv inkompressiblen Gravitationsmedium repräsentiert wird. In diesem Rahmen liefert das Laplace-Typ-Gleichgewicht im äußeren Haufen einen asymptotischen Druckgradienten dP/dr ∝ 1/r, was bei großen Radien ungefähr flache Rotationskurven erzeugt. Eine Fertigstellung mit endlichem Radius ergibt ein regelmäßiges gekernte Profil mit asymptotisch konstantem äußeren Tempo. Wir testen dieses Profil an der gesamten SPARC-Stichprobe von 175 nahen Spiralgalaxien. Das Modell liefert erfolgreiche Anpassungen für 171 Galaxien und erreicht mit einer gaußschen Prior auf dem Verhältnis von Sternenmasse zu Licht eine Median χ²/dof = 0.64. In einem abgestimmten Vergleich mit drei Parametern gegen den kanonischen cuspartigen Navarro-Frenk-White-Halo wird das Druckmodell in 132 Galaxien bevorzugt, während NFW nur in 16 bevorzugt wird, mit 23 Unentschieden; die Median Δχ² = 8.5 begünstigt das Druckmodell. Die angepasste charakteristische Beschleunigungsskala aPᶜhar = V_∞²/(2rc) gruppiert sich ebenfalls nahe MONDs a₀, ohne dass dieser Wert auferlegt wird. Das gleiche Druckprofil, mit V_∞ und rc, die durch die Rotationskurvenanpassungen festgelegt sind, liefert auch eine geschlossene Vorhersage für die schwache Linsenexess-Oberflächendichte ΔΣ (R) bei Radien über dem kinematischen Kalibrierungsbereich.