源于原初内部运动的晕自旋
宇宙学与河外天体物理
2020-03-26 v3 星系天体物理
摘要
星系自旋的标准解释始于潮汐力矩理论（TTT）：一个将宿主星系的椭球状暗物质原晕，被其周围的潮汐引力场施加力矩。我们讨论一种互补图像，使用相对熟悉的速度场而非潮汐场，后者与周围（可能遥远）物质分布的直观联系更为模糊。在这一“源于原初内部运动的自旋”（SPIM）概念中——其隐含于 TTT 推导但未曾被强调——来自原晕内引力源速度场的角动量大体抵消，但在非球状外缘存在某些超出部分。起初，净自旋按线性理论标度，一种熟悉角动量的共动守恒。随后在坍缩时，它在物理坐标中守恒。小质量晕则通常经历角动量的二次交换。TTT 对解析估计有用。但若无关于速度与潮汐场平滑化的某些隐含概念，对 TTT 的字面解读在细节上不准确。这可能导致初学者对星系如何获得自旋产生误解。原晕并非完美椭球，也不会如 TTT 朴素解读那样均匀受力矩；其内速度场保留显著弥散。此外，在定量上，给定初始条件与原晕边界，SPIM 比 TTT 更直接且准确地预测晕自旋。我们还讨论了 SPIM 如何应用于旋转纤维状结构，以及晕质量与自旋的关系，其中晕的总自旋可视为随机贡献之和。
引用
@article{arxiv.1904.03201,
title = {Halo Spin from Primordial Inner Motions},
author = {Mark C. Neyrinck and Miguel A. Aragon-Calvo and Bridget Falck and Alexander S. Szalay and Jie Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03201},
year = {2020}
}
备注
Accepted to OJA (Open Journal of Astrophysics). 3 movies at https://www.youtube.com/playlist?list=PLJxZSP5_6rBmo7Rz8JgnE1eI2bxRGXGCT