Как определяются константы для профиля NFW?

Я пытаюсь понять профиль NFW и то, как он вызывает плоскую кривую вращения.

р ( р ) "=" р 0 р р с ( 1 + р р с ) 2

Думаю, я понял, почему это вызывает плоскую кривую вращения. Плотность, по-видимому, обратно пропорциональна р 3 когда р >> р с что приводит к линейному увеличению массы пропорционально радиусу, поскольку объем пропорционален р 3 .

Однако я понял, что не могу доказать свое утверждение выше, поскольку я действительно не понимаю, что р с и р 0 являются. Таким образом, я надеялся увидеть числовой пример, чтобы разобраться в отношениях.

В поисках одного я наткнулся на этот ответ Кайла Омана, применяющего профиль NFW для расчета плотности темной материи в Солнечной системе, и задался вопросом, откуда он взял свое р с и р 0 значения или как их вычислить самостоятельно.

Ответы (1)

Почему так важно, каковы их ценности? р с есть некоторый характерный масштаб системы, на котором она переключается с р 1 зависимость от р 3 зависимость и р 0 - константа нормализации, которая гарантирует, что полная масса в пределах некоторого радиуса верна.

Значения этих констант получаются путем подгонки функции к наблюдаемому профилю плотности или моделирования кривой вращения галактики.

Если

р ( р ) "=" р 0 р р с ( 1 + р р с ) 2

Тогда масса оболочки толщиной Δ р в радиусе р является

Δ М "=" р 0 р р с ( 1 + р р с ) 2   4 π р 2 Δ р   .

Когда р р с

Δ М 4 π р с р р 0   Δ р
а путем интеграции оболочек общая масса внутри радиуса р увеличивается как р 2 .

Когда р р с

Δ М 4 π р с 3 р р 0   Δ р
и общая масса внутри р увеличивается как п р .

Типичные значения, найденные для темного гало Млечного Пути: р час 12 кпк и р 0 10 2 М / п с 3 . См., например , Sofue (2012) , который делает точно такие же расчеты, как Кайл Оман в вопросе Physics SE, на который вы ссылались.