暗物质核贯穿矮星系形成过程
星系天体物理
2016-05-06 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们使用孤立矮星系的高分辨率模拟，研究星系形成边缘处暗物质尖峰-核转换的物理过程：M200 = 10^7 - 10^9 Msun。我们的分辨率（最小网格尺寸约4 pc；每个粒子约250 Msun）能够分辨单次超新星爆发的冲击，即使数值‘子网格’参数发生较大变化也不敏感。我们发现，我们的矮星系与孤立不规则矮星系的恒星光剖面、恒星形成历史、金属丰度分布函数以及恒星/气体运动学极为吻合。我们的关键结果是：如果恒星形成持续足够长时间，则大小与恒星半质量半径（r_1/2）相当的暗物质核总是会形成。对于 M200 = 10^8 Msun 的矮星系，核在小于4 Gyrs内完全形成；对于 10^9 Msun 的矮星系，则需14 Gyrs。我们提供了一个便捷的双参数‘coreNFW’拟合函数，将暗物质核的增长描述为恒星形成时间和投影恒星半质量半径的函数。我们的结果有几方面启示：(i) 我们做出强预测：如果LCDM正确，那么‘原始’暗物质尖峰将出现在恒星形成被截断的系统中和/或半径 r > r_1/2 处；(ii) 完全成核使 r_1/2 处的投影速度弥散度降低约2倍，足以完全解释‘too big to fail problem’；(iii) 成核矮星系对潮汐更为敏感，导致星系和星系群内子晕质量函数被剧烈冲刷。
引用
@article{arxiv.1508.04143,
title = {Dark matter cores all the way down},
author = {J. I. Read and O. Agertz and M. L. M. Collins},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.04143},
year = {2016}
}
备注
20 pages; 9 figures; final version to appear in MNRAS including typos corrected in proof