暗物质晕中粒子的相空间分布函数与能量分布

对于具有各向同性速度分布的球对称暗物质晕，相空间分布函数（DF）、能量分布和密度轮廓构成了其平衡态的一组自洽描述，知道其中一个就足以确定另外两个。Navarro-Frenk-White密度轮廓（NFW轮廓）已知是模拟晕中球对称平均密度分布的良好近似。DARKexp能量分布也被认为与模拟的能量分布吻合良好。我们对来自IllustrisTNG项目的纯暗物质模拟中一系列晕的模拟DF和能量分布进行了NFW和DARKexp拟合的定量评估。正如预期，我们发现NFW拟合效果良好，但在低能区域，当小半径处的密度偏离NFW轮廓时除外。此外，在两者都拟合良好的区域，NFW和DARKexp拟合的精度相当，但DARKexp拟合在低能区域更好，因为它需要匹配中心引力势。我们还发现参数化DARKexp能量分布的能量尺度与由NFW轮廓的特征密度和半径定义的能量尺度之间存在近似关系。这种关系可能与晕形成过程中的弛豫过程有关。