宇宙学暗物质晕中轨道各向异性的再探讨

暗物质（DM）晕内粒子的速度各向异性是一个重要的物理量，这对于准确建立星系及星系团的质量剖面模型是必需的。它通常通过在距晕中心给定距离处径向速度弥散与切向速度弥散的比值来测量。然而，这一测量不足以描述通常相当细长的真实晕的动力学。通过研究宇宙学模拟中大质量 DM 晕内的速度分布，我们发现在晕的内部区域，局部速度椭球与晕的主轴强烈对齐，且对于更弛豫的晕这种对齐更强。在晕的外部区域，对齐逐渐减弱，取向更加随机。这两个具有不同对齐程度的截然不同的区域，与 DM 密度剖面的两个特征区相吻合：即密度分别比 $\rho r^{-2}$ 更平缓和更陡峭的区域。局部速度椭球的这种对齐，要求对基于球面平均的径向速度弥散与切向速度弥散比值测量中所发现的特征进行重新解释。特别地，我们表明中心晕区域的速度分布是高度各向异性的。对于质量为 $10^{14}-10^{15}$ $h^{-1}$ $M_{\odot}$ 的星系团尺度晕，沿主轴的速度各向异性几乎与半径无关，且等于 $\beta=1-\sigma^2_{perp}/\sigma^2_{radial}=0.4$，这显著大于先前估计的球面平均速度各向异性。密度与速度各向异性的对齐及其径向趋势，也可能对基于星系团或矮椭球体这类天体运动学数据的质量建模产生影响，在这些天体中，轨道各向异性是无偏质量推断的关键要素。