星系飞掠相互作用初探：I. 宇宙学背景下飞掠频率的表征

层级结构形成理论基于合并驱动星系演化的概念，因此已构建了相当多的半解析模型和N体模拟框架来计算合并如何改变成长中的星系。然而，星系合并只是晕之间主要动力学相互作用的一种类型——另一类相遇，即近距离飞掠，在很大程度上被忽视了。我们使用宇宙学N体模拟来重建暗物质晕的完整动力学相互作用历史。我们提出了一种识别和追踪暗物质晕的细致方法，该方法解决了N体数据中出现的典型异常类别。该技术使我们能够稳健地追踪晕及其多个层级子晕的生长、瓦解、合并和相互飞掠——从而构建一个体积内动力学相互作用的普查以及单个晕动力学演化的档案。除了合并普查外，我们的工具还表征了宇宙中近距离飞掠相互作用的频率。我们发现，对于质量$\gtrsim 10^{11}\,\Msun$且红移$z \lesssim 2$的晕，近距离飞掠相互作用的数量与合并数量相当，甚至超过后者。高质量晕频繁发生飞掠，以至于它们持续受到扰动，无法达到动力学平衡。特别是，我们发现银河系类型的晕在$z\lesssim 2$时，无论质量比如何，经历的飞掠次数与合并次数相似。我们还发现初步证据表明，在高红移$z \gtrsim 14$时，飞掠与合并一样频繁。我们的结果表明，近距离晕飞掠可以在最早期的暗物质晕及其星系的演化中发挥重要作用，并且仍然可以影响当前时代的星系演化。[摘要已删减]