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宇宙潮汐场的解析晕模型

宇宙学与河外天体物理 2021-02-24 v2 星系天体物理

摘要

暗物质晕的非线性宇宙网环境在塑造其生长和演化中起主要作用,并可能也影响位于其中的星系。我们发展了一种解析(晕模型)形式体系来描述各向异性晕中心密度分布的潮汐场,其特征为由晕中心潮汐张量 ⟨T_{ij}⟩(<R) 在尺度 R∼4R_vir 上球平均给出,其中 R_vir 为晕的维里半径。我们聚焦于轴对称各向异性,这使我们能够探索简单直观的(子)晕构型的玩具模型,这些模型例证了宇宙网中一些最有趣的各向异性。我们将模型构建在球状 Navarro-Frenk-White(NFW)轮廓周围,将其描述为高斯混合,从而得到从潮汐张量提取的“潮汐各向异性”标量 α(<4R_vir) 几乎完全解析的表达式。我们的轴对称例子包括(i)位于圆柱状纤维状结构轴上的球状晕,(ii)球状宿主晕中的偏离中心卫星,以及(iii)轴对称晕。利用这些,我们展示了若干有趣结果。例如,纯圆柱状纤维状结构轴上的潮汐张量精确给出 α^{(fil)}(<R)=1/2,对任意 R 成立。此外,半径为 R_vir,sat 的卫星的 α(<4R_vir,sat) 作为其宿主中心距离的函数,是其宿主环境中卫星动力学质量损失的敏感探针。最后,我们讨论了该形式体系的若干潜在有趣扩展和应用,可深化我们对宇宙网多尺度现象学的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.13954,
  title  = {Analytical halo models of cosmic tidal fields},
  author = {Aseem Paranjape},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.13954},
  year   = {2021}
}

备注

18 pages, 8 figures; v2: minor changes, references added. Accepted in MNRAS. Code to implement the models along with example usage can be downloaded from https://bitbucket.org/aparanjape/gaussmixnfw