暗物质晕的半径依赖自旋转变

本文报道了暗物质晕半径依赖自旋转变的数值探测。通过分析 IllustrisTNG 模拟的数据，我们测量了维里边界内若干内半径处的晕自旋矢量，并考察其在潮汐场与速度剪切场主帧（分别称为 Tweb 和 Vweb）中的取向。高质量区间的晕自旋矢量在更靠内的半径处测量时，表现出从 Tweb 中间主轴到主轴的转变，这对暗物质与重子成分均成立。发生转变的半径阈值依赖于平滑尺度 $R_{f}$，并随 $R_{f}$ 减小而增大。对于 Vweb 情形，仅当 $R_{f}\ge 1\, h^{-1}$Mpc 时才观测到该半径依赖自旋转变。使用涡量矢量重复相同分析，我们揭示了其与自旋的关键差异：无论 $R_{f}$ 如何，涡量矢量始终垂直于 Tweb（Vweb）主轴，表明晕内自旋并未受到涡量生成的强烈影响。结果还显示，在涡量矢量量级较高的区域，晕自旋以及 Tweb（Vweb）主轴在较宽径向距离范围内具有更强的方向相干性。我们讨论了结果的物理解释与启示。