Dark matter haloes

Abstract

Zu diesem Zweck habe ich Kugelsternhaufen (globular clusters - GCs) und Planetarische Nebel (planetary nebulae - PNe) als Tracer für die Verteilung der dunklen Materie in den Halos der Galaxien benutzt und mittels "discrete Jeans anisotropic MGE" (JAM) modelliert. Darüber hinaus habe ich mit simulierten Datensätzen von Zwerggalaxien gearbeitet, um Beobachtungsrichtlinien zur Lösung des "Core-Cusp-Problems" zu erstellen. Der Fokus dieser Arbeit liegt darauf, das Gravitationspotenzial von frühen Typen von Galaxien (Early Type Galaxies - ETGs) mit diskreter dynamischer Modellierung einzugrenzen, um Licht in die Natur der dunklen Materie zu bringen. Zu diesem Zweck habe ich Kugelsternhaufen (Globular Clusters - GCs) und Planetarische Nebel (Planetary Nebulae - PNe) als Tracer für die Verteilung der dunklen Materie in den Halos der Galaxien benutzt und mit mit CJAM, einer Implementierung von diskretem "Jeans anisotropic MGE modelling"(JAM) modelliert. Darüber hinaus habe ich mit simulierten Datensätzen von Zwerggalaxien gearbeitet, um Beobachtungsrichtlinien zur Lösung des Core-Cusp-Problems zu erstellen. Es stellt sich heraus, dass sowohl Geschwindigkeiten entlang der Sichtachse (Line Of Sight Velocities - LOSV) als auch Eigenbewegungen (Proper Motions - PM) benotigt werden, um die korrekte innere Steigung des Dichteprofils in Mock-Datensatzen von spheroidalen Zwerggalaxien zu erhalten. Der Mock-Datensatz, für den die beste Übereinstimmung mit der wahren inneren und äußeren Steigung erzielt werden kann, zeichnet sich durch eine radiale Änderung der Anzahl und Präzision der LOSVs aus. Eine geringere Anzahl von Tracern und größere Messunsicherheiten, gepaart mit einer großen Anzahl von präzisen Messungen, liefern die besten Ergebnisse für cored DM-Halos. Ich habe eine zweistufige Methode entwickelt, um das Dichteprofil der Tracer aus einem heterogenen photometrischen Datensatz von GCs zu bestimmen. Diese basiert auf der Messung des Positionswinkels und der Abflachung zusammen mit dem Vergleich der beobachteten und theoretischen Leuchtkraftfunktion von GCs. Damit kann ein homogener Datensatz von photometrischen Tracern erstellt werden und ein Tracer-Dichteprofil für die dynamische Modellierung erzeugt werden. Ich habe verschiedene Ansatze für das Gravitationspotenzial verwendet, indem ich verschiedene Dichteprofile der dunklen Materie oder die stellare Flächenhelligkeit verwendet habe, oder beides mit einem Dichteprofil für die Gesamtmasse modelliert habe. Ich konnte die am besten passenden Parameter durch die Kombination von Gauß'schen LOSV Verteilungen (LOSVD) als Wahrscheinlichkeit und informativen sowie nicht-informativen A-priori-Verteilungen in einer Bayes'schen Analyse eingrenzen. Es zeigt sich, dass GCs eine einzigartige Möglichkeit bieten, die Dichteverteilung der dunklen Materie über den Skalenradius des Halos hinaus zu bestimmen. Allerdings können Galaxien mit weniger als 20 GCs zu stark verzerrten Messungen führen. Die Behandlung von blauen und roten GCs als eine einzige Population fuhrt bei den meisten Galaxien nicht zu Verzerrungen. Bei Galaxien im Zentrum von Galaxienhaufen hingegen neigen die blauen GCs dazu, das Gruppen-/Haufenpotenzial nachzuzeichnen, und ihre Behandlung als eine einzige Population fuhrt zu einer Überschätzung der Gesamtmasse. Die radiale Verteilung der Gesamtmasse stimmt nicht mit einem einfachen Potenzgesetzprofil überein und ich finde eine steilere Steigung als die isotherme Steigung von '2. Dunkle Materie in Galaxien ist nicht kugelförmig verteilt, und mit GCs können wir die Abweichungen von der sphärischen Symmetrie messen, die sowohl bei reiner dunkler Materie als auch bei hydrodynamischen Simulationen erwartet wird.