等级成团随机理论 I. 晕质量函数
宇宙学与河外天体物理
2020-11-18 v1 星系天体物理
摘要
我们基于随机微分方程提出了一种暗物质（DM）晕等级成团的新理论，相对于现有框架（例如越界集方法）这是一种视角上的转变；本工作具体聚焦于晕质量函数。首先，我们给出一个描述 DM 晕质量增长涨落的随机微分方程，其由依赖于球坍缩阈值和 DM 扰动功率谱的乘性白（高斯）噪声驱动。我们证明此类噪声使晕群体向更大质量的平均漂移，定量地刻画了标准等级成团。接着，我们求解与随机动力学相关的 Fokker-Planck 方程，并将 Press & Schechter 质量函数作为（平稳）解得到。此外，将我们的处理推广到质量依赖的坍缩阈值，我们得到了一个精确解析解，能在很宽的质量和红移范围内极好地拟合 N 体质量函数。总之，本文所提理论提供的新视角有助于更好地理解导致 DM 晕在宇宙时期形成、演化和统计的引力动力学。
引用
@article{arxiv.2009.07023,
title = {A Stochastic Theory of the Hierarchical Clustering I. Halo Mass Function},
author = {Andrea Lapi and Luigi Danese},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.07023},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 3 figures. Accepted by ApJ