星系团亚结构与密度轮廓：来自星系形成模型的研究

本文利用高分辨率N体模拟，探讨了星系形成模型中七种结构形成模型下星系团的密度轮廓与形貌。我们表明，星系团的这些性质与近期显著的碰撞事件密切相关。这七种模型分别为：(1)标准暗物质CDM模型(SCDM)，其中$\Omega_0=1$、$\Lambda_0=0$、$h=0.5$；(2)低密度平坦模型(FL03)，其中$\Omega_0=0.3$、$\Lambda_0=0.7$、$h=0.75$；(3)开放模型(OP03)，其中$\Omega_0=0.3$、$\Lambda_0=0$、$h=0.75$；(4)低密度平坦模型(FL02)，其中$\Omega_0=0.2$、$\Lambda_0=0.8$、$h=1$；(5)开放模型(OP02)，其中$\Omega_0=0.2$、$\Lambda_0=0$、$h=1$；(6)低密度平坦模型(FL01)，其中$\Omega_0=0.1$、$\Lambda_0=0.9$；(7)开放模型(OP01)，其中$\Omega_0=0.1$、$\Lambda_0=0$。我们发现，星系团的密度轮廓与形貌取决于$\Omega_0$与$\Lambda_0$的关系。当$\Lambda_0=0$时，这些性质是$\Omega_0$的单调函数。OP01模型中的星系团具有最陡的密度轮廓，其密度等值线最圆且中心位移最小。另一极端情况为SCDM，其中星系团显示最不陡的密度轮廓且等值线最扭曲。对于给定的$\Omega_0(<1)$，平坦模型中的星系团(即$\Lambda_0=1-\Omega_0$)的密度轮廓较平坦且亚结构较少。特别地，我们的结果表明，$\Omega_0\sim 0.3$的低密度平坦模型——这类模型目前被视为SCDM的成功替代方案——能够产生大量含亚结构的星系团。这与此类模型在此方面可能存在严重问题的观念相矛盾。