冷暗物质宇宙演化论预言的重子塔利-费舍尔关系
宇宙学与河外天体物理
2012-09-04 v2 星系天体物理
摘要
在LCDM范式下为重子塔利-费舍尔关系（BTFR；旋涡星系中重子质量与旋转速度的关系）提供理论基础已被证明是困难的。简单计算给出的斜率过低、弥散过大，而最近的半解析模型和数值星系模拟通常无法重现该关系的某些方面。此外，一个模型背后的假设往往与另一个模型不一致。本文旨在发展一个在LCDM背景下对BTFR的严格预言，仅使用先验预期的效应和关系、最少的理论假设，且不含自由参数。将探讨该关系对关键星系参数变化的稳健性。我采用模块化方法，从暗晕的最新数值模拟中提取构建BTFR所需的每一个独立星系关系。这些关系——及其预期的弥散——被用来描述一系列质量范围内的模型旋涡星系，从而在BTFR空间中产生一个带，代表当前对LCDM预言的最佳猜测。对预期LCDM效应的一致处理在很大程度上调和了朴素的斜率-3 LCDM预言与观测数据，特别是在10^9 M_sun < M_bar < 10^11 M_sun范围内。理论BTFR在M_bar > 10^11 M_sun时显著弯曲，但由于极高质旋涡星系的稀缺，这在观测上难以检验。低质量富气体星系的旋转速度系统性地低于LCDM预言，尽管在此区域内描述重子质量占比的关系必须进行外推。本文导出的BTFR斜率显著大于早期预言，这是重子质量占比对总晕质量预期敏感度相应增加的直接结果。
引用
@article{arxiv.1204.1497,
title = {The baryonic Tully-Fisher Relation predicted by cold dark matter cosmogony},
author = {Harry Desmond},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.1497},
year = {2012}
}
备注
Baryon mass fractions improved from previous version, and comparison with studies in the literature augmented; 11 pages, 5 figures