子晕对主晕性质的影响

在$\Lambda$CDM宇宙学框架下,暗物质晕由平滑成分与一群较小的、受引力束缚的子晕组成。当从模拟中提取密度轮廓等晕性质时,这些成分常被当作单一晕处理。近期研究表明,在剔除子晕质量后密度轮廓发生显著变化。本文扩展该结果,通过分析仅由晕的平滑成分计算时三种特定主晕性质——集中度($c_{\rm{NFW}}$)、自旋($\lambda_{\rm Bullock}$)与形状($c/a$)——的变化。该分析在高分辨率、zoom-in、$N$-体模拟中分别对银河系质量晕与星系团质量晕进行。我们发现,剔除子晕后:(1)对于银河系质量($10^{12.1}\,\text{M}_\odot$)与星系团质量($10^{14.8}\,\text{M}_\odot$)晕,$c_{\rm{NFW}}$的中位值分别增强约$38 \pm 12\%$与约$88 \pm 7.7\%$;(2)$\lambda_{\rm Bullock}$对于银河系质量晕降低约$16 \pm 6.8\%$,对于星系团质量晕降低约$32 \pm 8.9\%$。此外,移除子晕后,星系团质量晕因短轴与长轴之比$c/a$增加约$12 \pm 4\%$而趋于更球状,而银河系质量晕形状基本不变,$c/a$变化约$1.2 \pm 5.6\%$。这些性质的分数变化主要取决于从晕系统中移除的质量量,并在较小程度上取决于质量吸积历史。我们的发现表明,暗物质晕平滑成分的性质相对于包含子晕的晕总质量存在偏倚。