预初始条件对暗物质晕性质的数值收敛性
宇宙学与河外天体物理
2022-02-08 v1 星系天体物理
摘要
生成预初始条件 (或粒子负载) 是建立宇宙学N体模拟的第一步。本工作中，我们使用一组仅在初始粒子负载 (即网格、玻璃以及新引入的容量约束Voronoi镶嵌 (CCVT)) 上不同的模拟，重新审视预初始条件对暗物质晕性质的数值收敛性。我们发现，从不同初始负载出发的模拟间，晕性质的中位数吻合相当好 (即在百分之几的收敛水平内)。我们也注意到，对于在不同模拟间交叉匹配的部分单个晕，其性质的相对差异有时可达百分之几十。通过考察这些收敛较差晕的演化历史，我们发现它们通常是正在并合的晕或近期经历并合事件的晕，且其在不同模拟中的并合过程不同步，使得晕性质的收敛暂时变差。我们表明，相较于从各向异性网格负载开始的模拟，从各向同性CCVT负载开始的模拟与同样各向同性的玻璃负载模拟收敛略好。在不同预初始条件的模拟中，处于更高密度环境中的晕其性质往往收敛略好。我们的结果确认CCVT负载在小尺度上与广泛使用的网格和玻璃负载表现相当，并且我们首次量化了两种独立各向同性粒子负载 (即玻璃与CCVT) 在晕性质上的收敛性。
引用
@article{arxiv.2109.02904,
title = {Numerical convergence of pre-initial conditions on dark matter halo properties},
author = {Tianchi Zhang and Shihong Liao and Ming Li and Jiajun Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.02904},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 11 figures, version accepted by MNRAS