边界条件对模糊暗物质结构形成的影响

我们阐明了边界条件对模糊暗物质结构演化的影响。所探讨的场景包括薛定谔-泊松系统单一基态平衡解的演化、高斯密度涨落的弛豫、两个平衡构型的合并，以及多个孤子的随机合并。为了进行比较，每个场景分别在隔离边界条件和周期边界条件下各演化一次，这两种条件分别常用于模拟孤立系统和结构形成。将隔离边界条件替换为周期边界条件会改变每个场景的域拓扑和动力学，这是通过影响引力冷却的结果来实现的。在周期边界条件下，基态平衡解和高斯涨落各自演化至孤立情形下的单一平衡孤子核，但与孤立版本不同的是，其周围被一个尾部所环绕。正面双合并的案例展示了由周期镜像沿域各方向构成的无限网络对系统施加的拉力所引起的额外效应。具有角动量的双合并是我们发现的第一个在使用周期域时尾部呈现多项式轮廓的场景。最后，在周期边界条件下，多个不同质量的随机放置孤子核的三维合并产生了一个被具有幂律密度轮廓尾部环绕的孤子核，而在孤立情形下则产生一个衰减更为陡峭的核。这表明先前工作中关于基态平衡解是渐近状态吸引子的结论在三维和一般情形下同样成立，但前提是引力冷却能够将质量和能量带向无穷远，这是隔离边界条件所允许而周期边界条件所不允许的。