解析 Bolshoi 模拟中暗物质子晕的演化

我们针对宇宙学 Bolshoi 模拟中的暗物质子晕演化进行了全面分析。我们确定了子晕在模拟输出之间演化的 12 种独特演化通道的完整集合，并研究了它们的相对重要性与人口统计特征。我们表明，尽管使用了复杂的、基于相空间的晕查找器，单个子晕的瞬时质量和最大圆周速度仍极具噪声。我们还表明，子晕频繁经历与其他子晕的穿透性相遇（平均约每个动力学时间一次），并且那些远心点位于其宿主晕的维里半径之外的子晕（即“抛射”或“回溅”晕）会受到潮汐力作用从而改变其轨道。这导致宿主晕之间平均的子晕交换率分数约为每 Gyr（当前时刻）0.01。此外，我们展示了三种不同的瓦解通道：一种是子晕质量低于模拟的质量分辨率极限，一种是子晕主要因动力学摩擦与其宿主晕合并，以及一种是子晕突然解体。我们估计在 Bolshoi 模拟中约 80% 的子晕瓦解是数值性的而非物理性的。这种过度合并严重阻碍了利用数值模拟来解释小尺度成团性，或任何对暗物质子结构详细人口统计敏感的研究。