Illustris 模拟中晕的角动量性质及其重子含量

在无碰撞 N 体模拟中，维里化暗物质晕的角动量性质已被具有良好的统计特性地测量，但同样精确的重子自旋分析仍然缺失。我们利用 Illustris 模拟套件，这是首批具有完整流体动力学并能在可观体积内产生真实星系群的星系形成模拟之一，来量化超过 $\sim$ 320,000 个晕的重子自旋性质。我们首先比较了不同自旋参数和晕定义之间的系统差异，以及样本选择标准对导出性质的影响。我们确认，仅含暗物质的晕表现出接近自相似的、对数正态形式的质量和红移自旋分布。然而，星系形成的物理过程彻底改变了重子自旋分布。虽然暗物质成分基本不受影响，但弥散气体和已形成的恒星成分的自旋显示出与质量和红移的强烈趋势。随着时间的推移，束缚在晕内的重子发展出其自旋矢量相对于暗物质的错位，并在 $z = 0$ 时将其比角动量增加了约 1.3 倍（非辐射情况）和约 1.8 倍（全物理设置）。我们表明，这种重子自旋的增强可以通过合并过程中从暗物质到气体的比角动量转移以及反馈将低比角动量气体从晕中排出的综合效应来解释。我们的结果挑战了某些自旋演化模型，并强调了重子物理在晕结构中引起的显著变化。