基于粒子轨迹的冷暗物质晕多流径向结构：溅落半径深处的探测
星系天体物理
2023-12-11 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
通过追踪宇宙学N体模拟中吸积到暗物质晕上的暗物质（DM）粒子轨迹，我们研究了冷暗物质（CDM）晕的径向相空间分布，重点关注被称为溅落半径的晕边界以内的内部区域，此处粒子经历多流流动。在Sugiura等人的分析基础上，我们按远心点通过次数p对DM粒子分类，并在宽质量范围内对每个晕统计至p=40。量化具有相同p值的粒子的径向密度剖面，我们发现其普遍呈现双幂律特征，内、外斜率指数分别很好地由-1和-8描述。其特征尺度与密度可表示为p的简单拟合函数，且晕质量依赖性弱。有趣的是，将p>40的双幂律剖面求和，能很好复现模拟晕的总密度剖面。双幂律性质持续且普遍，不仅见于按质量选取的晕，也见于按不同标准选取的晕。我们将结果与描述DM稳态球对称吸积的自相似解进行比较。发现即便引入非零角动量，它们均无法解释径向多流结构。追溯至更高红移的粒子轨迹分析表明，双幂律性质在早期吸积阶段即已建立并保持稳定。
引用
@article{arxiv.2309.13560,
title = {Multi-stream radial structure of cold dark matter haloes from particle trajectories: deep inside splashback radius},
author = {Yohsuke Enomoto and Takahiro Nishimichi and Atsushi Taruya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.13560},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 20 figures. Version consistent with that accepted by MNRAS