暗物质晕上的重子印记：从矮星系到星系团的总体统计

在纯冷暗物质宇宙中，初始物质功率谱及其后续引力增长不含特殊的质量或时间尺度，因而涌现的暗物质（DM）晕内部属性总体统计亦无此类尺度。利用来自ΛCDM宇宙的三个IllustrisTNG实现的150万个晕，我们表明星系形成物理在跨越六个数量级晕质量（从矮星系到星系团）的DM属性统计中驱动出非单调特征（“wiggles”，波纹）。我们使用核局部线性回归（KLLR）提取五个DM晕属性——速度弥散、NFW浓度、密度与速度空间形状以及形成时间——的依赖于晕质量的统计特征。通过比较有与无星系形成的实现之间归一化、斜率与协方差的精确估计，我们发现跨所有质量尺度存在系统性偏离，在1e12 Msun的银河系质量处最大偏离达25%。这些波纹的质量依赖性由不同冷却与反馈机制间的相互作用决定，我们讨论了其观测意义。属性协方差强烈依赖于晕质量与物理处理，但相关性大多稳健。利用多元KLLR与可解释机器学习，我们表明晕浓度与速度空间形状在不同质量下对速度弥散方差起主要贡献。附录给出了质量吸积率与DM表面压力能的统计。我们公开发布了截至z = 12的二十个历元的TNG运行的晕属性星表与KLLR参数。