水瓶座计划：星系晕中的子晕

我们进行了迄今最大规模的银河系大小暗物质晕的粒子模拟，并展示了目前对单个暗物质晕所做的最全面的收敛性研究。我们还模拟了一个包含6个超高分辨率银河系大小晕的样本，从而能够估计子结构统计中的晕间弥散。在我们最大的模拟中，我们在晕的维里化区域内解析了近30万个引力束缚的子晕。对同一目标进行的质量分辨率相差高达1800倍的模拟，能够精确再现具有相同质量、最大圆周速度和位置的最大子晕，并对暗物质子结构的丰度和内部性质展现出良好的收敛性。我们检测到子晕内部最多有四代子晕，但与近期的一些说法相反，我们发现当比较具有相同平均超密度的区域时，子晕中的子结构少于主晕。子晕中的总子结构质量分数远低于主晕。将主晕的子晕质量谱外推至地球质量，我们预测在100千秒差距内，子结构质量分数远低于3%，而在太阳圈内则低于0.1%。子晕的内部密度轮廓没有显示出收敛到固定渐近斜率的迹象，并且可以很好地用Einasto形式的平缓弯曲轮廓来拟合。孤立晕的平均浓度可以用Neto等人的拟合公式精确描述，直至最大圆周速度低至1.5公里/秒，这相当于在质量上外推了约5个数量级。然而，在相同的最大圆周速度下，子晕比场晕更致密，其特征密度通常约为场晕的2.6倍，并向晕中心增加。