TNG300虚无区的密度剖面随时间演化

我们报告了TNG300模拟中十一个时间快照中虚无区的径向密度剖面，这些剖面由发光星系和暗物质粒子所致。这些快照跨越了11.65 Gyr的宇宙时间，对应红移范围为$0 \le z \le 3$。采用光学星系场，使用经过良好检验的 watershed 转换基于算法识别虚无区。定义虚无区为不太可能源于泊松噪声的低密度区域，从而筛选出每个快照中约100-200个最大的低密度区域。在所有红移下，由星系和暗物质所绘制的径向密度剖面均呈现倒数圆顶函数形状。然而，函数细节（特别是最内侧区域的低密度和山脊区域的超密度）对于暗物质密度剖面而言，与星系密度剖面相比演化差别更大。在所有红移下，星系和暗物质密度剖面之间存在线性关系，其斜率类似于TNG300快照的偏差估计。最后，我们识别出虚无区可存在的不同环境，定义出“虚无内部-虚无”和“虚无内部-云”人口（即位于更大低密度或高密度区域的虚无），并研究这些结构内部和山脊区域中暗物质与星系相对密度随虚无环境变化的规律。