Published 2023 | Version v1
Journal article

Using the motion of S2 to constrain scalar clouds around SgrA

Others:
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique = Laboratory of Space Studies and Instrumentation in Astrophysics (LESIA) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG) ; Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
GRAVITY

Description

The motion of S2, one of the stars closest to the Galactic Centre, has been measured accurately and used to study the compact object at the centre of the Milky Way. It is commonly accepted that this object is a supermassive black hole but the nature of its environment is open to discussion. Here, we investigate the possibility that dark matter in the form of an ultralight scalar field ``cloud'' clusters around Sgr~A*. We use the available data for S2 to perform a Markov Chain Monte Carlo analysis and find the best-fit estimates for a scalar cloud structure. Our results show no substantial evidence for such structures. When the cloud size is of the order of the size of the orbit of S2, we are able to constrain its mass to be smaller than $0.1\%$ of the central mass, setting a strong bound on the presence of new fields in the galactic centre.

Abstract

International audience

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Created:
July 7, 2023
Modified:
November 28, 2023