温暖暗物质宇宙学下的亚结构与星系 halo 密度轮廓

我们进行了一系列高分辨率模拟，旨在研究太阳系大小星系 halo（主 halo）的亚结构以及暗物质（WDM）情景下星系 halo 的密度轮廓，其中包括非消失的宇宙常数。主 halo 的virial 质量范围为 $3.5 \times 10^{12}$ 至 $1.7 \times 10^{12}$ 太阳质量，每个主 halo 包含超过 $10^5$ 个粒子。WDM 功率谱的关键特征是自由流长度 $R_f$，它为结构形成模型提供了额外参数。我们使用三个 $R_f$ 值（0.2, 0.1, 和 0.05 Mpc）分析主 halo 的亚结构，并将结果与冷暗物质（CDM）模型的预测进行比较。我们发现，客体 halo（卫星）确实在 WDM 情景下形成，但比 CDM 模型中的卫星更容易被动力学摩擦和潮汐破坏所破坏。在 z=0 时，WDM 模型中位于主 halo virial 半径内的客体 halo 数量较少，这是由于 halo 吸积效率较低和卫星破坏率更高的结果。在假设每个客体 halo 都拥有亮星系的前提下，我们发现银沼和安托玛eda周围的观测卫星圆形速度函数由 $R_f = 0.1$ Mpc WDM 模型能够很好地描述。在 $R_f = 0.1-0.2$ Mpc 模型中，z=0 时存活的亚 halo 在平均浓度参数 $c_{1/5}$ 上约为相应 CDM 亚 halo 的一半。这一差异很可能导致 WDM 模型中发现的更高卫星破坏率。主 halo 的密度轮廓由 NFW 拟合良好描述，而客体 halo 显示出各种各样的密度轮廓（已节录）。