Estudio de halos de materia oscura fermiónica utilizando corrientes estelares

Abstract

En el presente trabajo se estudia la dinámica de corrientes estelares, generadas según un modelo de spray, a través de las cuales se pretende comparar dos modelos de distribuciones de materia oscura a escala galáctica, el llamado modelo NFW (Navarro-Frenk-White) y el modelo basado en una distribución autogravitante de fermiones neutros, llamado modelo RAR extendido (Ruffini-Argüelles-Rueda). Estos harán las veces de la galaxia huésped ya que no se tendrá en cuenta la componente bariónica de la misma. Utilizando un método de eyección de estrellas del tipo Lagrange Cloud Stripping, según su denominación en inglés, y un modelo para el radio de marea del sistema satélite-galaxia huésped, se generaron tres corrientes estelares. Una producida por la galaxia elipsoidal enana Sagitario, sumergida, primero, en un potencial tipo NFW y luego en uno tipo RAR; y la otra, generada por el cúmulo globular Palomar 5 como progenitor, sumergido en un potencial tipo RAR. Para los tres casos se utilizaron condiciones iniciales fiduciarias como datos de entrada para la resolución de las ecuaciones de movimiento de los satélites en torno a la distribución de materia oscura. Como resultado de las distribuciones de estrellas generadas considerando la atracción gravitatoria de ambos sistemas, la de la galaxia huésped y la del progenitor, se observaron variaciones en la forma y longitud de las corrientes estelares en función de la órbita que sigue el progenitor y del valor de su radio de marea a lo largo de esa trayectoria. Ambas características físicas, la órbita del progenitor y la de las estrellas que eyecta, y el radio de marea del sistema satélite-galaxia huésped, dependen de la distribución de masa elegida para modelar el halo de materia oscura que constituye la galaxia huésped. Esto permite la comparación entre los distintos modelos de distribución de materia oscura a través de las corrientes estelares.

In the current work we studied the dynamics of stellar streams, generated according to a spray model, with the aim of comparing two models of dark matter distributions in a galactic scale, the one called NFW (Navarro-Frenk-White) and the model based in a selfgravitating distribution of neutral fermions, called extended RAR model (Ruffini-Arg¨uelles- Rueda). These will act as the host galaxy since the baryonic component of it will not be taken into account. Using a Lagrange Cloud Striping like method of ejection of stars and a model for the tidal radius of the satellite-host galaxy system, we generated three stellar streams. One produced by the Sagittarius dwarf spheroidal galaxy, firstly, under the influence of a NFW gravitational potential and then under the influence of a RAR gravitational potential. The last one was generated by the Palomar 5 globular cluster like progenitor under a RAR potential. In the three cases fiduciary initial conditions were used to solve the equations of motion of the satellites around the dark matter distribution. The results of the stellar distributions generated considering both, the gravitational attraction of the host galaxy and that of the progenitor, were variations in the shape and length of the stellar streams, both characteristics depending on the orbit that the progenitor follows and the value of the tidal radius of it along this trajectory. Both physical characteristics, the orbit of the progenitor and that of the stars it ejects, and the tidal radius of the satellite-host galaxy system, depend on the mass distribution chosen to model the dark matter halo that constitutes the host galaxy. This allows comparison between the different models of dark matter distribution through stellar streams.