基于宇宙学模拟的星系团相空间结构研究

宇宙学 N 体模拟是研究暗物质（DM）晕的形成与演化，以及揭示宇宙中最大质量尺度上普适轮廓起源机制的优异工具。特别地，速度弥散 $\sigma_\mathrm{v}$ 与密度 $\rho$ 的结合可用于定义伪熵 $S(r)=\sigma_\mathrm{v}^2/\rho^{\,2/3}$，其轮廓可由简单幂律 $S\propto\,r^{\,\alpha}$ 很好地描述。我们分析一组大质量星系团的宇宙学流体动力学重模拟，并研究由模拟星系团中不同无碰撞成分（DM、恒星与子结构）示踪的伪熵轮廓。我们分析四组模拟，探索不同分辨率与物理（N 体与全流体动力学模拟）以研究收敛性与重子的影响。我们发现重子显著影响了由子结构示踪的伪熵轮廓的内部区域，而 DM 粒子轮廓具有近乎普适的行为，从而表明伪熵水平可代表一种潜在的低弥散质量探针。我们比较观测与模拟的伪熵轮廓，发现其在归一化与斜率上均吻合良好。然而我们证明，用于推导观测伪熵轮廓的方法可能引入偏差并低估并合的影响。最后，我们研究由恒星示踪的伪熵，聚焦于星系团内光（ICL）与束缚于最亮星系团星系（BCG）的恒星之间的动力学区分：这两类伪熵轮廓的组合在几乎整个星系团维里半径范围内可由单一幂律很好地描述。