冷暗物质晕的溅回壳层
宇宙学与河外天体物理
2017-05-31 v2
摘要
暗物质晕外围的密度场由于物质在落入后首次到达远心点形成的焦散面而呈现不连续性。本文中，我们提出了一种算法，仅使用密度场的单次快照，在单个模拟晕中识别由这些远心点形成的“溅回壳层”。我们在代码 SHELLFISH (球状晕中壳层搜寻) 中实现了该算法，并证明对于粒子数超过 50,000 且质量吸积率 Γ_DK14 > 0.5 的晕，该代码能正确识别溅回壳层并以 <5% 的精度测量其属性。利用 SHELLFISH，我们首次给出了单个溅回壳层若干基本属性的估计，如半径 R_sp、质量和超密度，并提供了这些量作为 Γ_DK14、ν_200m 和 z 函数的分布拟合。我们证实了先前关于 R_sp 随 Γ_DK14 增加而减小的发现，但我们表明，与吸积率无关，它也会随 ν_200m 增加而减小。我们还研究了这些壳层的三维结构，发现它们通常具有非椭球形的卵形形状。我们发现，在高吸积率下，SHELLFISH 估计的溅回半径比先前研究中通过堆叠密度轮廓估计的值大 20%-30%。我们证明后者由于高质量次晕对这些轮廓的贡献而偏低，并表明在每个径向区间使用中位数而非平均密度可以减轻子结构对密度轮廓的影响并消除偏差。
引用
@article{arxiv.1612.01531,
title = {Splashback Shells of Cold Dark Matter Halos},
author = {Philip Mansfield and Andrey V. Kravtsov and Benedikt Diemer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.01531},
year = {2017}
}
备注
22 pages, 16 figures, source code available at github.com/phil-mansfield/shellfish