模拟中的星团质量

我们指出，暗物质 halo 在 n-体模拟中具有边界层 (BL)，分隔束缚与非束缚质量。设 T(r) 和 W(r) 为 halo 中薄壳中的动能与势能。我们发现，在几乎所有 halo 中：(i) 亏夫比 R=-2T/W 在至少一个持久 (即与分辨率无关) 最小值 r_c 处，(ii) 函数 w=-d log W/d log r 在该处具有最大值，且 (iii) 关系 R(r_c)=w(r_c) 几乎恰好满足。半径 r_c 是 TCDM 和 LCDM 模型中使用 ART 和 GADGET 代码在各种分辨率下找到的 halo 中的 BL 位置。我们发现 97% 的约 300 个 halo (每个模型) 具有 M>4.2×10^14 M_s h^-1 拥有 BL。那些没有 BL 的 halo 正在进行主要合并。包围在 r_c 内的质量 M_c 与根据动能定理计算的质量几乎一致。在 r>r_c 处的粒子不处于亏夫平衡状态。使用 r_c 我们为每个 halo 确定密度对比 $\Delta_c$。对于每个质量尺度，$\Delta_v=178 \Omega_m^{0.45}$ 位于 $\Delta_c$ 的范围内，但 $\Delta_c$ 的分布很大，平均 $\Delta_c$ 约为相应 $\Delta_v$ 的 25% 小一些。 spherical 对称性假设下推导的性质匹配，是暴力松弛破坏与先前非线性椭圆形生长相关特征的结果。相反，最终 $\Delta_c$ 分布是不同 3D 几何和在坍塌过程中变化环境的印记，这一点通过与 Sheth & Tormen 分析的比较得出。