L.G. Cabral-Rosetti, Darío Núñez, Roberto A. Sussman, Tonatiuh Matos
Consideramos modelos hidrodinámicos simples de materia oscura galáctica en los cuales el halo galáctico es un gas autogravitante y autointeractivo que domina la dinámica de la galaxia. Modelando este halo como un fluido perfecto estático y esféricamente simétrico que satisface las ecuaciones de relatividad general, la materia visible bariónica puede tratarse como partículas de prueba en la geometría de este campo. Mostramos que la suposición de una curva de rotación universal que ajusta una amplia variedad de galaxias es compatible, bajo aproximaciones apropiadas, con variables de estado características de un gas no relativista de Maxwell-Boltzmann que en el límite Newtoniano se convierte en una esfera isoterma. Criterios de consistencia dan una cota mínima para las masas de las partículas de 30 eV = m = 60 eV y una constricción entre la temperatura central y la temperatura de las partículas. el rango de masas permitido incluye candidatos supersimétricos populares como el neutralino, axino y gravitino, así como partículas más ligeras ( m ~ keV) propuestas por simulaciones numéricas asociadas con teorías de formación de estructura de materia oscura fría y tibia.
We consider simple hydrodynamical models of galactic dark matter in which the galactic halo is a self-gravitating and sel-interacting gas that dominates the dynamics of the galaxy. Modeling this halo as a spherical symmetric and static perfect fluid satisfying the field equations of General Relativity, visible barionic matter can be treated as "test particles" in the geometry of this field. We show that the assumption of an empirical "universal rotation curve" that fits a wide variety of galaxies is compatible, under suitable approximations, with state variables characteristic of a non-relativistic Maxwell-Boltzmann gas that becomes an isothermal sphere in the Newtonian limit. Consistency criteria lead to a minimal bound for particle masses in the range 30 eV = m = 60 eV and to a constraint between the central temperature and the particles mass. The allowed mass range includes popular supersymmetric particle candidates, such as the neutralino, axino and gravitino, as well as lighter particles (m ~ keV) proposed by numerical N-body simulations associated with self-interactive "cold" and "warm" dark matter structure formation theories.
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