迈向暗物质晕密度轮廓的普适模型

宇宙学模拟已充分表明，暗物质晕并非严格自相似；除集中参数外，还需一个附加参数才能准确描述其球平均质量密度轮廓。我们首次给出一个模型，对给定宇宙学中特定质量与红移的晕，一致预测其晕集中参数 $c$ 与该附加“形状”参数 $\alpha$。遵循近期研究，我们将对质量、红移与宇宙学的依赖重述为对“峰值高度”的依赖。我们表明，当采用以所谓球顶帽（STH）窗函数的标准峰值高度定义时，集中—峰值高度关系对宇宙学有强残余依赖（即非由峰值高度唯一确定），而 $\alpha$—峰值高度关系在采用 STH 窗函数时近似普适。鉴于窗函数选择的自由度，我们探究 STH 函数的简单修正，约束其形式以利用大型宇宙学模拟套件对集中与 $\alpha$ 产生随峰值高度的普适关系。发现确可导出两密度轮廓参数的普适关系，且这些参数由不同尺度滤波的线性功率谱 $P(k)$ 设定。我们表明本工作结果可推广至任意（合理）$P(k)$ 与背景膨胀史 $H(z)$ 组合，从而对广泛宇宙学的暗物质晕密度轮廓给出准确预测。