标准 LCDM 宇宙学中的暗晕聚集度
宇宙学与河外天体物理
2015-05-28 v1
摘要
我们在标准 LCDM 宇宙学的 N 体模拟中研究暗物质晕的聚集度及其演化。本文呈现的结果基于 4 个大型 N 体模拟，每个模拟包含约 100 亿粒子：Millennium-I 和 II、Bolshoi 以及 MultiDark 模拟。MultiDark（或称 BigBolshoi）模拟在本文中首次介绍。这套在大体积内具有高质量分辨率的模拟使我们能够以前所未有的精度计算大范围尺度（质量跨越约六个数量级）上的聚集度，这构成了我们当前对 LCDM 宇宙学中暗物质晕这一基本性质认知的最高水平。我们发现不同模拟数据集之间存在一致性。我们证实了高红移处暗晕聚集度的一个新特征：随质量增加而趋于平坦并转而上升。作为质量和红移以及不同宇宙学参数的函数，聚集度 c(M,z) 呈现出非常复杂的模式。然而，当用密度场的线性 rms 涨落 sigma(M,z) 表示时，晕聚集度 c(sigma) 显示出近乎普适的简单 U 形行为，并在 sigma=0.71 的明确尺度处达到最小值。不过，仍存在一些对红移和宇宙学的微小依赖。在大质量端 (sigma < 1)，中值晕运动学轮廓显示出显著的内落和高度径向轨道的特征。这种 c-sigma(M,z) 关系可以被精确参数化，并为聚集度对晕质量的依赖提供了一个解析模型。当应用于星系团时，我们对聚集度的估计值比之前较小模拟的结果大得多——高出达 1.5 倍——并且与观测结果吻合得更好。（节略）
引用
@article{arxiv.1104.5130,
title = {Halo concentrations in the standard LCDM cosmology},
author = {Francisco Prada and Anatoly A. Klypin and Antonio J. Cuesta and Juan E. Betancort-Rijo and Joel Primack},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.5130},
year = {2015}
}
备注
Submitted to MNRAS