数值模拟中的暗物质子结构：离散噪声、失控不稳定性与人为瓦解的故事

为理解数值模拟中暗物质子晕潮汐演化相关的复杂、非线性与数值过程，我们开展了一系列理想化模拟，追踪固定解析宿主晕势场中的单个 N 体子晕。通过改变物理与数值参数，我们研究了子晕在何种条件下发生瓦解。我们确认了 van den Bosch 等人更具解析性的评估结论：多数瓦解源于数值效应；只要子晕具有足够的质能与力分辨率，束缚残骸便能存活。这意味着最先进的宇宙学模拟仍遭受显著的过并合。我们证明这主要归因于不充分的力软化，其导致过量的质量损失与人为潮汐瓦解。此外，我们表明 N 体模拟中的子晕易受热潮场中离散噪声放大所触发的失控不稳定性影响。这两种过程共同对最先进宇宙学模拟中暗物质子结构的可靠性施加了严重限制。我们提出两个可用于评估宇宙学模拟中单个子晕是否可靠的标准，并主张满足任一标准的子晕应从进一步分析中剔除。我们讨论了本工作对天体物理若干领域的潜在影响。