暗物质星系的密度轮廓：多样性与环境依赖性

我们研究了基于广义二次落入模型预测的暗物质星系的外层密度轮廓，并分析了在 Λ CDM 模型下的 N 体 cosmological 模拟中观测到的数据。我们发现星系密度轮廓的形状和浓度存在显著的系统性差异，并且这些轮廓与环境之间存在强相关性。在 N 体模拟中，孤立星系的平均外斜率 β (密度 ∝ r^{-β}) 约为 2.9；68% 的星系的 β 值介于 2.5 ~ 3.8 之间。处于簇类环境中的星系浓度更高，外斜率分布更广，β 值也更大。与人们的预期相反，位于簇或星系系统内部的星系浓度较低，其外层密度轮廓更平缓。浓度随星系质量 M_h 减小，但给定质量下的散布仍较大。星系质量与圆形速度 M_h ∝ V_m^{α} (α ≈ 3.3 对孤立星系，≈3.5 对簇中星系) 强相关。对于 M_h = 10^12 M_sun 的星系，分别对应的对数质量与圆形速度的均值偏差为 Δ log M_h = 0.12 和 0.18。约 30% 的星系位于更大规模的星系中，或在 3 个维里半径内拥有质量接近当前星系 0.3 倍的伴随星系；其余 70% 为孤立星系。孤立星系的 β 分布、质量-浓度关系以及 M_h-V_m 关系与我们基于广义二次落入模型和扩展 Press-Schechter 公式的半数值方法的预测高度吻合。