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测量喷溅特征:对 halo 属性和历史的依赖性

宇宙学与河外天体物理 2025-11-17 v2 星系天体物理

摘要

本研究定义了新颖的喷溅深度 D\mathcal{D} 和宽度 W\mathcal{W},以检视暗物质 halo 喷溅特征如何受到 halo 本身物理属性的影响。我们使用水动力 MillenniumTNG 项目中最大规模的模拟运行。通过对 halo 按质量、红移、质量相关属性(如峰值高度和浓度)以及 halo 形成历史进行堆叠,我们测量暗物质 halo 密度剖面对数密度斜率的形状。我们的结果表明,喷溅深度对 halo 质量有强烈依赖,遵循幂律 D(log10M)2.8\mathcal{D}\propto\left(\log_{10}M\right)^{2.8}。具有与 halo 质量强相关的属性显示类似的依赖性。喷溅宽度对 halo 峰值高度依赖最强,遵循幂律 Wν0.87\mathcal{W}\propto\nu^{-0.87}。我们提供喷溅深度和宽度的拟合函数,依据 halo 质量、红移、峰值高度、浓度和 halo 形成时间。因此,喷溅深度和宽度可被视为 halo 长期记忆的记录器,因为它们更依赖于累积性物理属性,如 halo 质量、峰值高度和 halo 形成时间。它们主要由 halo 的组装历史塑造,该历史对内部密度轮廓的影响大于短期动力学过程。相比之下,喷溅特征对短期因素(如 halo 质量增长率和最近一次主要合并时间)依赖较小。因此,喷溅深度和宽度可用于补充来自最陡斜率点或截断半径等量数的信息,以刻画 halo 的历史和内部结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.22102,
  title  = {Measuring the splashback feature: Dependence on halo properties and history},
  author = {Qiaorong S. Yu and Stephanie O'Neil and Xuejian Shen and Mark Vogelsberger and Sownak Bose and Boryana Hadzhyska and Lars Hernquist and Rahul Kannan and Monica Wu and Ziang Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22102},
  year   = {2025}
}

备注

20 pages, 14 figures, accepted by Open Journal of Astrophysics