暗物质晕密度梯度轮廓中的各向异性与特征尺度

我们利用大型 N 体模拟研究了质量范围从 $10^{12}$ 到 $10^{15} h^{-1}{\rm M_\odot}$ 的暗物质晕内部及周围的密度梯度轮廓中的特征尺度。我们分别沿局域潮汐张量的主轴（T_1）和次轴（T_3）考察这些轮廓，并研究特征尺度如何依赖于晕质量、形成时间和环境。我们在梯度轮廓中发现两类显著的特征，即一个深的“谷”和一个突出的“峰”。我们使用高斯过程回归拟合梯度轮廓，并识别局域极值以确定与这些特征相关的尺度。在谷附近，我们识别出三类不同的局域极小值，对应于绕晕轨道运动的粒子焦散。这三个焦散的出现与深度显著依赖于由局域潮汐场定义的方位、晕的形成时间和环境。第一个焦散位于半径 r>0.8R_{200} 处，对应于溅落特征，主要由落入后处于首次远心点的粒子主导。第二和第三个焦散分别位于约 0.6R_{200} 和 0.4R_{200}，仅对年老晕可可靠确定。第一个焦散沿 T_3 始终是最显著的特征，但在 T_1 或方位平均轮廓中未必如此，这表明在使用平均轮廓研究溅落半径时必须谨慎。我们发现，当将第一个焦散与其他焦散适当区分后，溅落特征近似各向同性。我们还在密度梯度轮廓中识别出位于 $\sim$ 2.5R_{200} 的一个峰特征。该特征沿 T_1 最显著，由晕外结构的物质聚集产生。我们还讨论了这些特征的起源及其观测意义。