一种宇宙最初十亿年星系际纤维与星系形成的模型

我们提出了一种基于物理的解析模型，用于描述宇宙最初十亿年间的星系际纤维结构。纤维的结构基于一个引力束缚的等温气体柱。该模型仅依据气体组分的声速，就成功预测了宇宙学模拟中纤维的单位长度总质量（暗物质加气体），这与无碰撞暗物质聚集的预期相反。它论证了气体通过其流体动力学性质在纤维结构中起关键作用，而非预先形成的暗物质势中的被动搭乘者。星系的暗物质遵循膨胀宇宙中球对称过密度坍缩的经典方程。相比之下，气体通常坍缩得更慢。在物质沿穿过星系中心的单一纤维运动而非球状吸积的假设下，这两个组分对于单个星系的相对坍缩速率可以解释星系不同的重子缺失。暗物质和气体行为的差异可以简单且合理地与该模型相联系。所研究的星系范围包括所谓的“too big to fail”星系，其被认为对标准 ΛCDM 宇宙模型构成问题。等温柱模型为这些星系为何莫名其妙地缺失于夜空中提供了一个简单的解释。