暗物质晕之间的主并合——I. 对尺度、形状与自转的预测

单个暗物质晕的结构性质，包括形状、自转、集中度和子结构，与其成长历史相关联，但二者之间的确切联系尚不清楚。其中一个开放问题特别是主并合对晕结构的影响。我们执行了大量孤立晕之间等质量双星并合的模拟，这些晕具有不同密度轮廓，以描绘初始条件与并合参数同最终遗迹结构之间的关系。本文中我们描述初始设定与分析方法，并报告关于并合遗迹的尺度、形状与自转的结果。并合的结果最容易通过无量纲的标度能量参数 κ 和角动量（或自转）参数 λ 来理解。我们发现轴比 c/a 大致随能量 κ 线性标度，而轴比 c/b 随自转 λ 线性标度。定性地，径向轨道上的并合产生长形遗迹，而切向轨道上的并合产生扁形遗迹。遗迹的自转可由角动量守恒预测，而总体尺度按 ∼ κ^{-5} 变化，正如恒定平均密度下自相似标度所预期的那样。我们讨论这些简单模式潜在的宇宙学应用。