关于 CDM 晕伪相空间密度剖面中表观幂律的研究
宇宙学与河外天体物理
2018-03-20 v2
摘要
我们研究了冷暗物质（CDM）晕中伪相空间密度（PPSD）的表观幂律标度行为。利用流体近似下气体熵与 PPSD 之间的紧密类比，我们研究了流体坍缩过程。我们的流体动力学计算允许对数导数进行精确评估。对于无标度初始条件，熵在拉格朗日（质量）坐标下呈幂律分布，但在欧拉（径向）坐标下则不然。偏离径向幂律的原因在于不完全的流体静力学平衡（HSE），这与整体内流和质量吸积有关，且收敛至渐近中心幂律斜率的过程非常缓慢。对于更真实的坍缩情形，由于偏离 HSE 以及初始条件的尺度依赖性，熵无论是随半径还是随质量均不呈幂律分布；相反，它是一个缓慢滚动的幂律，在对数 - 对数图上表现为近似线性。我们的流体计算恢复了与 N 体模拟相似的 PPSD 幂律斜率和剩余振幅，表明对幂律的偏离并非数值伪影。此外，我们发现真实坍缩不具有自相似性：激波半径和转折半径等尺度长度并非时间的幂律函数。因此，我们认为表观的幂律 PPSD 不能用于进行详细的动力学推断或向内外推晕剖面，也不指示任何隐藏的运动积分。我们还提出，PPSD 与渐近 Bertschinger 斜率之间的表观一致性纯属巧合。
引用
@article{arxiv.1701.01449,
title = {On the Apparent Power Law in CDM Halo Pseudo Phase Space Density Profiles},
author = {Ethan O. Nadler and S. Peng Oh and Suoqing Ji},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01449},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 11 figures; updated to match version accepted by MNRAS; conclusions unchanged