暗物质晕的成对速度：利用子弹星系团检验 Lambda 冷暗物质模型

1E0657-56 的存在对标准 Lambda 冷暗物质模型提出了挑战。本文研究了不同盒子大小（250 Mpc/h 至 2 Gpc/h）和分辨率的大规模 N 体模拟中暗物质晕对的 velocity 分布。我们考察了诸如晕质量、成对晕速度 (v_{12}) 以及成对间隔距离等统计量。随后，我们将结果与非宇宙学流体动力学模拟中重现 1E0657-56 观测性质所需的初始条件 (ICs) 进行比较。我们发现，随着盒子尺寸增大，v_{12} 分布的高速尾部延伸至更大的速度。我们还发现，在固定盒子大小下，随着粒子数和分辨率的提高，高 v_{12} 对的数量增加，但这种增加主要来自质量较低的晕，它们与 1E0657-56 的观测质量不匹配。我们发现，在 z=0.0 和 z~0.5 之间，v_{12} 分布函数的红移演化并不十分显著。我们识别出一些 v_{12} 与所需初始条件相似的成对晕，然而，即使是最佳候选者，要么晕质量比错误，要么间隔距离过大。我们的模拟表明，在 z=0.0、0.296 和 0.489 处，于大到 (2 Gpc/h)^3 的共动体积内产生这样的初始条件极为困难。基于对累积 v_{12} 函数的外推，我们发现需要一个共动盒子大小为 (4.48 Gpc/h)^3 且包含 2240^3 个暗物质粒子的模拟，才能至少产生一对在 v_{12} 和观测质量上与 1E0657-56 相似的晕。我们计算得到，在 z=0.489 处找到一对 v_{12}>=3000 km/s 且质量 >=10^{14} M_sun 的晕的概率为 2.76x10^{-8}。我们得出结论：要么 1E0657-56 与标准 LCDM 宇宙模型不相容，要么非宇宙学模拟所建议的初始条件必须修正以给出更低的 v_{12} 值。