类银河系暗物质晕中的暗物质旋臂

暗物质（DM）晕与恒星盘之间的耦合是星系演化的关键因素。虽然对诸如银河系棒与 DM 晕之间相互作用的研究已有探索（如由于动力学摩擦导致的棒减速），但旋臂对 DM 晕分布的影响却受到较少关注。我们分析了一系列具有强恒星旋臂的模拟，复杂度从试验粒子模型到完全宇宙学流体动力学模拟不等。利用傅里叶变换，我们在不同时间和半径处表征了恒星旋臂的相位和振幅。然后，我们将相同的方法应用于恒星盘附近的 DM 粒子，并比较两个分量之间傅里叶系数和相位的趋势。我们在 DM 分布中探测到清晰的旋臂信号，与恒星旋臂相关联，确认了晕的反应。DM 旋臂的强度始终测量为恒星旋臂强度的约 10%。在 N 体模拟中，DM 旋臂持续滞后恒星旋臂约 $10^\circ$。在晕粒子的径向、方位角和垂直速度中出现了一个显著的旋臂信号，速度为几 km/s，与恒星运动学特征明显不同。在具有解析旋臂势（忽略自引力）的试验粒子模拟中，我们重现了类似的密度和运动学响应，表明试验粒子晕与 N 体晕以相同方式响应。最后，我们还发现了其余模拟的结果，表明 DM 晕中强制响应的动力学特征独立于恒星旋臂的动力学起源。我们揭示了类银河系星系中暗物质旋臂的普遍存在，由恒星旋臂势的强制响应所驱动。