无耗散合并中暗物质密度轮廓的鲁棒性

我们进行了一系列详尽的无耗散 N 体模拟，以探讨暗物质（DM）暗 halo 与多组分星系之间等质量合并过程中密度分布演化。DM halo 模型采用 various asymptotic power-law 指数，从陡峭的 cusp 到类似 core 的轮廓；星系模型的结构属性受 LCDM 框架中结构形成过程的启发。所采用的力量分辨率允许对模拟系统的 virial 半径约 1% 的内部区域进行稳健的密度轮廓估计。我们展示表明，剩余物体的中心斜率和整体形状几乎与初始系统完全相同，表明尽管合并活动伴随着松弛，剩余物体仍对其前体密度结构保持了显著的记忆。我们还发现，随着相同系统的层级合并，halo 浓度大致保持恒定，并且剩余物体在其正式 virial 半径之外也包含相当比例的束缚质量。这些结论适用于各种初始渐近密度斜率、轨道能量和相遇配置，包括连续合并事件的序列、多个系统的同时合并，以及包含以 disk、spheroid 或两者兼有的冷 baryonic 组成的 halo 合并。立即的后果是，气体冷却——即收缩并陡化 DM halo 内部密度轮廓的过程——应在无耗散的主要合并过程中得到保留。我们的结果表明，DM 密度轮廓的特征普适形状可能是在 halo 进化的最初阶段就被设定的。