棒驱动的暗晕演化: 尖点-核争议的解决

模拟预测星系的暗物质晕应具有中心尖点，而从观测星系推断出的暗晕则没有尖点。我们利用线性扰动理论和N体模拟证明，在形成星系中应普遍存在的盘棒，可以在五个棒轨道时间内，在尖点型CDM暗物质轮廓中产生核。对形成星系的模拟表明，一个银河系大小的星系可能有一个10 kpc的原初棒；这个棒将在约15亿年内移除直至约5 kpc范围内的尖点，而盘仅损失其原始角动量的约8%。一个内林德布拉德共振将旋转棒与穿过尖点的所有半径上的轨道耦合起来，将棒模式的角动量转移到暗物质尖点上，迅速使其变平。对于具有核的轮廓，这种共振消失，并导致了有尖点和无尖点情况下棒驱动晕演化的定性差异。这种棒诱导的演化将对几乎所有星系的结构和演化产生深远影响。因此，无论是为了理解星系的形成和演化，还是为了从理论做出预测，都必须解析这些动力学过程。不幸的是，在星系形成的从头计算中正确解析这些重要的动力学过程是一项艰巨的任务，使用我们的SCF代码至少需要4,000,000个晕粒子，而当使用更嘈杂的树码、直接求和或基于网格的技术(这类计算中常用的方法)时，可能需要多得多的粒子。