重子与暗物质晕的角动量再探讨

近期的理论研究显示，高红移星系由冷而稠密的气体纤维供给，这表明气体的角动量输运与暗物质不同。我们利用具有自适应网格细化的高分辨率宇宙学流体动力学模拟重新审视这一问题，发现在吸积时刻，气体和暗物质确实携带相似量的比角动量，但该值系统地高于整个暗物质晕的比角动量。在高红移，新吸积的气体迅速流入晕的中心区域，直接将这一大量角动量沉积在半径 r=0.1 r_vir 的球体内。相比之下，暗物质粒子毫发无损地穿过中心区域，其中一部分最终分布在晕的外部区域 (r/r_vir > 0.1)，在此过程中重新分配了角动量。因此，必须将宇宙网的大尺度运动视为气体角动量的起源，而非其维里化的暗物质晕宿主。由于辐射冷却确保相当一部分重子始终被束缚在晕的中心，这一普遍结果适用于所有红移下的所有质量晕。尽管存在这种富角动量气体的注入，我们预测的恒星盘角动量与 z=0 时的观测结果相当吻合。这是因为重子的总比角动量仍接近暗物质晕的值。我们提出了一种新图景：气体有效地将大尺度结构运动产生的角动量携带至暗物质晕深处，并仅在盘附近重新分配。