冷暗物质晕的质量分布与吸积历史

我们利用 Millennium 模拟系列研究冷暗物质晕的吸积历史 (MAH) 与质量分布之间的关系。我们发现，尺度半径 $r_{-2}$（即晕密度分布具有等温斜率处）内的平均密度，正比于主前身星的维里质量等于 $r_{-2}$ 内 enclosed 质量时宇宙的临界密度。将这些特征质量和密度值进行归一化后，以宇宙临界密度表示的平均 MAH，$M(\rho_{crit}(z))$，类似于 $z=0$ 时的 enclosed 密度分布 $M(<\rho >)$。两者都紧密遵循 NFW 分布，表明晕质量分布的相似性源于晕 MAH 的质量无关性。偏离 NFW 形状的异常晕的吸积历史为这一解释提供了支持；它们的质量分布显示出与 NFW 相关的偏差，并能更好地用 Einasto 分布近似。无论是用 NFW 还是 Einasto 分布拟合 $M(<\rho >)$ 和 $M(\rho_{crit})$，得出的浓度和形状参数都是相关的，这证实并扩展了早期将晕浓度与其吸积历史联系起来的工作。这些相关性也证实了晕结构对初始条件不敏感：只有那些吸积历史与 NFW 形状差异很大的晕，其质量分布才会显示出明显的 NFW 偏差。因此，NFW 分布能为非层级形成的热暗物质晕以及其他非 CDM 的涨落功率谱提供可接受的拟合。然而，我们的发现预测了质量分布形状对吸积历史存在微妙但系统的依赖性，如果得到证实，将为我们提出的吸积历史与晕结构之间的联系提供有力支持。