连接宇宙网与暗晕自旋：对星系形成的启示

利用 Horizon 4pi 暗物质模拟（在红移为零时解析了超过 4300 万个暗晕），我们研究了暗物质晕的自旋相对于 (i) 周围大尺度纤维状结构，以及 (ii) 潮汐张量特征向量的排列情况。我们检测到一个明显的质量转变：高于临界质量的暗晕，其自旋倾向于垂直于最近的纤维状结构，并与潮汐张量的中间轴对齐；而低质量暗晕的自旋则更可能与最近的纤维状结构对齐。此外，这个 $5 \times 10^{12}$ 的临界质量依赖于红移，并按 $(1+z)^{-2.5}$ 缩放。我们根据大尺度宇宙流对此信号提出了一种解释。在此图景中，大多数低质量暗晕是通过嵌入错位壁中的流的缠绕形成的；因此，它们获得的自旋平行于在这些壁交汇处形成的纤维状结构的轴线。另一方面，更大质量的暗晕通常是沿此类纤维状结构后期并合的产物，因此当其轨道角动量转化为自旋时，它们获得的自旋垂直于该方向。我们表明，该情景与测得的相对于潮汐张量特征方向的排列超额概率以及暗晕并合历史均一致。在更定性的层面上，它似乎也与由“平滑”暗物质模拟或气体示踪粒子所追踪的宇宙网结构的 3D 可视化相容。最后，它通过刻画高红移处二次吸积的几何形状，扩展了 Pichon 等人 (2011) 提出的盘形成范式，从而为其提供了额外的支持。