类银河系晕内宇宙弦环的聚集

宇宙弦环因各向异性引力辐射而经历反冲，这被称为火箭效应，该效应影响它们在结构形成过程中被星系俘获的程度。关于环在星系中的俘获，解析研究得出了不同结论：早期研究认为俘获效率很高，而后续在整个晕形成过程中引入环火箭力的分析则发现俘获效率有所降低，且强烈依赖于环的大小。在本工作中，我们采用 N 体模拟代码 GADGET-4，引入受恒定反冲力作用且无反作用的示踪粒子来模拟具有火箭效应的宇宙弦环。我们模拟了从红移 $z=127$ 到 $z=0$ 的类银河系晕的形成过程，考虑了由一系列长度参数 $\xi$（与火箭加速度成反比）表征的环群。我们发现，被俘获环的数量在 $\xi_{\textrm{peak}}\simeq 12.5$ 处呈现出显著的峰值，这源于小 $\xi$ 时火箭驱动排斥与大 $\xi$ 时内禀环丰度下降之间的竞争。对于基准弦张力，这对应于晕内 $\mathcal{O}(10^6)$ 个环。我们进一步发现，具有弱火箭力的环紧密追踪暗物质分布，而那些受较强反冲但仍被俘获的环——特别是 $\xi_{\textrm{peak}}$ 附近最丰富的环——则优先向晕的中心区域集中。