暗物质晕自旋分布的随机模型

我们采用随机方法来探究 N-body 模拟中晕自旋对数正态分布的起源。通过分析晕并合树中的自旋演化，发现自旋变化可以由角动量的随机游走来表征。此外，由随机游走生成的自旋分布与直接从 N-body 模拟获得的自旋分布相当一致。我们根据广泛使用的自旋定义推导了随机微分方程，并从大量晕并合树中测量了推导出的角动量变化的概率分布。还统计分析主并合和吸积在演化自旋分布中的作用。发现若干因素（局部环境、晕质量、并合质量比和红移）会影响角动量变化。与模拟的自旋分布相比，在平均场或空洞区域生成的自旋分布倾向于略微向较高的自旋值偏移，这似乎是由相关的随机游走引起的。我们验证了在 N-body 模拟中观察到的角动量变化的随机性假设，并检测到游走之间存在若干程度的相关性，这可能为空洞中模拟和生成的自旋分布之间的差异提供线索。然而，在群和团簇区域生成的自旋分布成功匹配了模拟的自旋分布。我们还证明了自旋分布的对数正态性是晕自旋随机微分方程的自然结果，这可以由几何布朗运动模型很好地描述。