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球状星团在尖峰状暗物质晕的Fornax矮星系中的存活

星系天体物理 2021-08-18 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

长期以来人们认为,Fornax矮星系中球状星团(GCs)的径向分布要求其暗物质晕具有尺寸约11 kpc的核。我们通过研究E-MOSAICS中形成的Fornax类似体来重新审视这一论点,E-MOSAICS是一个宇宙学流体动力学模拟,在EAGLE星系形成模型中自洽地追踪GCs的形成与演化。在EAGLE中,Fornax质量晕呈尖峰状,并很好地由Navarro-Frenk-White轮廓描述。我们对E-MOSAICS进行后处理以考虑动力学摩擦引起的GC轨道衰减,而原模型未包含此效应。动力学摩擦导致质量MGC4×104 MM_{\rm GC}\geq4\times10^4 {~\rm M_\odot}的GCs中33%沉入宿主中心并被潮汐瓦解。Fornax共有五个GCs,与其他相似恒星质量的星系相比数量异常之多。在模拟中,我们发现仅3%的Fornax类似体有五个或更多GCs,而30%仅有一个,35%没有。我们发现卫星星系中的GC系统比场矮星系中的更中心集中,且原位形成的(45%)比吸积形成的更集中。GC的存活概率随其形成时的径向距离(rinitr_{\rm init})迅速增加:对于rinit1r_{\rm init} \leq 1 kpc的GCs为37%,对于rinit1r_{\rm init} \geq 1 kpc的GCs为92%。E-MOSAICS中GCs的当前径向分布结果与Fornax中的无法区分,表明与文献中的主张相反,Fornax中心千秒差距内五个GCs的存在并不排除尖峰状DM晕。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.08058,
  title  = {The survival of globular clusters in a cuspy Fornax},
  author = {Shi Shao and Marius Cautun and Carlos S. Frenk and Marta Reina-Campos and Alis J. Deason and Robert A. Crain and J. M. Diederik Kruijssen and Joel Pfeffer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.08058},
  year   = {2021}
}

备注

15 pages, 13 figures. submitted to MNRAS, comments welcome!