暗物质晕的增长：显著平滑吸积的证据

我们利用多个大宇宙学体积的N体模拟，研究了标准LCDM宇宙学中暗物质晕的增长。我们从Millennium和Millennium-II模拟构建了并合树，覆盖了$10^9-10^{15} M_\odot$的晕质量和$1-10^5$的并合质量比。我们的算法特别关注晕的碎裂，并确保每个并合对晕增长的质量贡献只被计数一次。这样，积分并合率收敛，我们可以一致地确定不同质量比的并合对晕增长的贡献。我们发现，所有已解析的并合（质量比高达$10^5$）仅贡献了总晕质量增长的约60%，而主并合是次要的，例如质量比小于3:1（10:1）的并合仅贡献约20%（约30%）。这一点通过对另外两个模拟盒子的分析得到验证，我们在其中追踪了所有粒子在整个宇宙时间内的个体演化。我们的结果对于使用多种晕定义也是稳健的。在假设大质量比处并合率的幂律行为可以外推到任意大质量比的前提下，我们发现，与晕质量无关，晕中约40%的质量来自从未束缚在更小晕中的暗物质的真正平滑吸积。我们讨论了我们的发现对星系形成的可能影响。一个影响是，假设原始星系际介质被紫外光子加热和光电离（这是标准观点），所有晕都将其重子物质的>40%以平滑的“冷”（$T \gtrsim 10^4$ K）气体形式吸积，而不是以温暖、富集或团块气体或恒星的形式。