暗物质晕浓度演化的可微模型
宇宙学与河外天体物理
2023-09-27 v2 星系天体物理
摘要
我们引入一种暗物质晕浓度 c(t) 演化的新模型。对于单个晕，我们的模型将 c(t) 近似为具有时间依赖指数的幂律，使得在早期宇宙时刻浓度近乎恒定于 c=3-4，而随着宇宙时间推进，c(t) 平滑增长。利用取自 Bolshoi-P 与 MDPL2 宇宙学模拟的大量晕并合树，我们证明该 3 参数模型能以典型 0.1 dex 的精度近似单个晕浓度的演化（对所有现今质量大于 10^11.5 Msun 的 Bolshoi-P 与 MDPL2 晕，在 t>2 Gyr 时）。我们还提出晕族群浓度演化的新模型，其忠实再现了平均浓度增长以及 c(t) 平滑轨迹的多样性，包括捕获与晕质量及晕形成历史的关联。我们公开可用的源代码 Diffprof 可用于生成宇宙学代表性晕族群的浓度历史蒙特卡洛实现；Diffprof 因基于 JAX 自动微分库实现而可微，便于将我们的模型纳入现有解析晕模型框架。
引用
@article{arxiv.2309.07854,
title = {A Differentiable Model of the Evolution of Dark Matter Halo Concentration},
author = {Dash Stevanovich and Andrew P. Hearin and Daisuke Nagai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.07854},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 4 appendices, v2 updated to match MNRAS publication