Caterpillar 项目：一大套银河系大小的暗物质晕

我们展示了迄今为止在极高质量（约 $10^4$ M$_\odot$/粒子）和时间分辨率（约 5 Myrs/快照）下模拟的最大数量的银河系大小暗物质晕，是现有文献的四倍。这套初始套件包含 $Caterpillar$ $Project$ (www.caterpillarproject.org) 的前 24 个暗物质晕，该项目的 60 - 70 个暗物质晕的目标将在完成后公开。我们在每个寄主暗物质晕的位力半径内分辨出约 20,000 个引力束缚子晕。在由我们空间分辨率设定的范围内，我们的收敛性极佳，并且对当前最先进的暗物质晕查找器进行了改进，以更好地识别如此高分辨率下的子结构（例如，我们平均在每个寄主暗物质晕中找回了约 4 个质量在 10$^8$ M$_\odot$ 以上的子晕，否则使用传统方法将无法发现它们）。对于我们的弛豫暗物质晕，内部轮廓可以由 Einasto 轮廓（$\alpha$ = 0.169 $\pm$ 0.023）合理拟合，尽管这取决于特定暗物质晕的弛豫性质和组装历史。对所有暗物质晕进行平均，子结构质量分数为 $f_{m,subs} = 0.121 \pm 0.041$，质量函数斜率为 d$N$/d$M\propto M^{-1.88 \pm 0.10}$，尽管我们发现由于在固定子晕质量下更集中的寄主具有较少的子晕，固定暗物质晕质量下的归一化存在离散。不存在源于拉格朗日体积选择的偏差，因为我们的样本中包含了所有拉格朗日体积类型。我们对 264 个低分辨率暗物质晕进行的详细污染研究，使得我们能够在寄主暗物质晕周围获得针对目标分辨率的极大且前所未有的高分辨率区域（半径约 $1.4 \pm 0.4$ Mpc 的球体），从而允许对大银心半径处的低质量矮星系和高红移（$z \geq$ 10）的极早期恒星系统进行精确研究。