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星系团中观测到的星系-星系强透镜持续超出

宇宙学与河外天体物理 2023-10-11 v2

摘要

先前的研究表明,在观测到的星系团中,星系-星系强透镜的估计概率比 Λ\Lambda 冷暗物质宇宙学模型的预期高出一个数量级。我们旨在通过分析更大规模的模拟星系团,并考察在模拟中采用不同的恒星形成与反馈方案和数值实现时理论预期如何变化,来理解这一超出的起源。我们对来自 Three Hundred 项目的 324 个星系团进行了光线追踪分析,比较了 Gadget-X 与 Gizmo-Simba 模拟运行。这些模拟起始于相同的初始条件,采用不同的流体动力学实现和星系形成模型,以匹配星系团内介质与团星系的不同观测性质。我们发现,Gizmo-Simba 模拟中的星系比其 Gadget-X 对应体形成了更致密的恒星核。因此,它们的星系-星系强透镜概率高出约 3\sim 3 倍。这一增量仍不足以填补与观测的鸿沟,因为仍存在约 4\sim 4 倍的差异。此外,我们发现若干模拟星系的爱因斯坦半径相比观测值过大。我们得出结论:观测星系团中存在持续的星系-星系强透镜超出。这一与理论预测的差异在宇宙学流体动力学模拟框架内仍无法解释。这可能预示着模拟方法或我们对标准宇宙学模型的假设存在迄今未知的问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.05799,
  title  = {A persistent excess of galaxy-galaxy strong lensing observed in galaxy clusters},
  author = {Massimo Meneghetti and Weiguang Cui and Elena Rasia and Gustavo Yepes and Ana Acebron and Giuseppe Angora and Pietro Bergamini and Stefano Borgani and Francesco Calura and Giulia Despali and Carlo Giocoli and Giovanni Granata and Claudio Grillo and Alexander Knebe and Andrea Macciò and Amata Mercurio and Lauro Moscardini and Priyamvada Natarajan and Antonio Ragagnin and Piero Rosati and Eros Vanzella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05799},
  year   = {2023}
}

备注

6 pages, 2 figures, accepted for publication on A&A Letters. See companion paper Srivastava et al. (2023)