暗弱矮星系作为暗物质模型的检验：WDM 与 CDM

我们利用高分辨率 Hydro+N-Body 宇宙学模拟，比较了在 $\Lambda$ 主导的 CDM 和 2keV WDM 宇宙学模型中，一个小场矮星系（恒星质量约 10$^{6-7}$ M$\odot$，总质量 10$^{10}$ M$\odot$）的组装和演化。我们发现，独立于恒星形成（SF）和反馈的细节，WDM 模型中的恒星形成相对于 CDM 模型减少并延迟了 1-2 Gyr。独立于暗物质模型但与恒星形成效率成正比，气体外流通过“动力学加热”降低了中心质量密度，使得所有实现情形在 500$~$pc 处的圆周速度 $<$ 20km/s，这与局部运动学约束一致。作为动力学加热的结果，老年恒星比年轻恒星的中心集中度更低，类似于邻近矮星系中观测到的恒星种群梯度。作为恒星形成和反馈模型的重要诊断工具，我们将模拟转换为人工颜色 - 星等图和恒星形成历史，以便直接与可用观测数据进行比较。模拟星系在多次长约 $\sim$10 Myr 的爆发中形成了大部分恒星。CDM 星系的全局 SFH、HI 丰度以及 Fe/H 和$\alpha$元素分布与当前对矮星系的观测吻合良好。这些结果突显了在以下情况中直接在模拟中包含“重子物理”的重要性：1) 将星系形成模型的预测与局部矮星系的运动学和数密度进行比较；2) 区分 CDM 与具有不同暗物质或功率谱的非标准模型。