暖暗物质与冷暗物质宇宙学中矮星系尺度暗晕的内部结构
星系天体物理
2016-03-15 v2
摘要
通过N体+流体动力学zoom-in模拟，我们研究了在WDM与CDM宇宙学中，形成于z=0处virial质量Mv=2-3x10^10 Msun暗晕中的中心矮星系的内部暗物质与恒星质量分布的演化。我们模拟的WDM功率谱中的half-mode质量为Mf= 2x 10^10 Msun。在仅含暗物质的模拟中，暗晕密度剖面在两种宇宙学下均能用NFW参数化拟合很好地描述，尽管WDM暗晕的浓度比其CDM对应体低1.5--2.0倍。在流体动力学模拟中，重子效应显著展平了WDM暗晕(而非CDM暗晕)的内部密度、速度弥散和伪相空间密度剖面。在WDM运行中，在~ 0.02xRv处测量的密度斜率alpha在2至5 Gyr的时期内变得平缓。我们探究此展平过程是否与全局SF、Ms/Mv比、气体外流和内部比角动量历史相关。未发现明确趋势，但当alpha浅于-0.5时，Ms/Mv始终介于0.25%与1%之间。我们得出结论：浅核形成的主要原因是内晕内存在强气体质量涨落，这是浅引力势中由高度爆发且持续的SF历史所驱动的反馈的结果。我们的WDM暗晕组装较晚且比CDM暗晕浓度更低，满足这些条件。也存在(罕见的)具有延展质量组装历史的CDM系统满足这些条件并确实形成了浅核。位于DM核展平背后的动力学加热与膨胀过程同样适用于恒星，以至于矮星系的恒星年龄与金属丰度梯度被弱化，其恒星半质量半径随时间强烈增长，其中心面密度下降。
引用
@article{arxiv.1512.03538,
title = {The inner structure of dwarf sized halos in Warm and Cold Dark Matter cosmologies},
author = {Alejandro Gonzalez-Samaniego and Vladimir Avila-Reese and Pedro Colin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.03538},
year = {2016}
}
备注
12 pages, 8 figures. Published in ApJ