论暗物质晕的外缘

大尺度结构的晕模型为理解宇宙中物质聚团的现象学提供了强大且不可或缺的工具。虽然晕模型通过晕的叠加构建结构，但在晕的外缘——即超越其维里半径之外——定义晕轮廓变得愈发模糊，因为无法以清晰的方式将物质分配给单个晕。在本文中，我们利用数值 N 体模拟来解决此问题，找到一种可延伸至大半径的平均晕轮廓的系统性定义。这些轮廓必须是补偿性的，并且是在修正晕模型（Amended Halo Model）中计算宇宙学关联函数的关键要素。后者在我们前期工作（arXiv:1912.04872）中引入，提供了对非线性结构形成在物理上更精确的现象学描述，并在大尺度上遵从守恒律。在此，我们利用 N 体模拟将该模型从物质自功率谱推广到晕-物质交叉功率谱。我们发现，（无量纲）补偿晕轮廓 $r^3 \times \rho(r)/M_{200c}$ 在维里半径 $r \simeq r_{\rm 200c}$ 附近的小范围 $0.03-0.04$ 内具有近乎普适的极大值，且与晕质量无关。轮廓在晕外缘、超越 2-3$\times r_{\rm 200c}$ 处穿越零值进入负值，与我们先前结果一致。我们提供了补偿 Navarro-Frenk-White (NFW) 轮廓的初步拟合函数，这可用于在修正晕模型中计算更具物理意义的观测量。