在星际碰撞前绘制 LMC-SMC 系统失真暗物质分布的基底函数展开
星系天体物理
2026-04-06 v2
摘要
SMC 在约 1:10 的质量比例下在 LMC 的暗物质 (DM) 卫星星系中轨道运行。LMC:星际 (MW) 相互作用也约为 1:10，预期扰动 MW 的 DM 分布。然而，尚无框架来量化这些扰动在多个近星点以及更长时间尺度（如 LMC-SMC 相互作用历史）下的严重程度。我们对 Clouds 在孤立状态下的高分辨率 N 体模拟构建了基底函数展开，并分析其在接近 MW 入侵时刻的 DM 分布。我们的目标是量化 Clouds 彼此扰动 DM 分布的程度——而不考虑 MW 的影响。LMC 卫星的响应包括约 20 kpc 长的动力学摩擦尾流和在每次 SMC 近星点期间 LMC DM 密度中心的位移，这在 MW 入侵时在约 60 和约 100 kpc 处产生两个密度浓度。SMC 在入侵时的洞穴半径仅约 4 kpc，当时 SMC 已失去约 2/3 的初始 DM 质量给 LMC。 Clouds halos 的扰动产生高度非对称的加速度场。对 LMC-SMC 系统进行准确轨道积分必须考虑两个 halos 的时变形状。SMC 引起的 LMC DM halo 的扰动类似于 MW-LMC 系统，且在多个 SMC 近星点期间持续存在。我们得出结论，1:10 的卫星-主机相互作用在两个 DM halos 跨主机质量尺度上诱导特征性变形，对于合并率和 DM 模型测试具有深远意义。
关键词
引用
@article{arxiv.2601.00946,
title = {Mapping the Distorted Dark Matter Distribution of the LMC-SMC System Prior to Milky Way Infall with Basis Function Expansions},
author = {Hayden R. Foote and Himansh Rathore and Gurtina Besla and Nicolás Garavito-Camargo and Ekta Patel and Michael S. Petersen and Martin D. Weinberg and Facundo A. Gómez and Chervin F. P. Laporte},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00946},
year = {2026}
}
备注
31 pages, 21 figures, 4 tables, 1 appendix. Updated for consistency with published version