宇宙纤维的通用暗物质密度轮廓

我们对 TNG50 模拟中宇宙纤维的径向暗物质（DM）密度轮廓进行了全面分析。通过使用 DisPerSE 算法在红移 $z =$ 0, 0.5, 1, 2 和 3 的高分辨率密度网格中提取宇宙网格，我们展示了 DisPerSE 直接返回的纤维脊位置并不准确地反映真实密度脊。为解决此问题，我们引入了“缩小圆柱”再中心化算法，这显著增加了推断的中心密度并恢复了轮廓的内幂律行为。当径向坐标按终端节点的virial半径缩放时，纤维密度轮廓呈现出近乎普遍的形式，仅对红移、节点质量和纤维长度影响较小。这一结果表明，宇宙纤维就像暗物质星团一样，在引入适当特征尺度后遵循结构自相似性。通过仅使用平滑分布的、未绑定的 DM 粒子重复测量，我们发现完整轮廓的显著中心 cusp 主要由沿纤维脊嵌入的低质量星团产生，而平滑成分在 $R/R_{\rm vir}\lesssim0.1$ 内发展出平坦核心。该平滑成分的红移演化进一步表明，暗物质纤维在高红移时主要通过平滑纤维吸积实现，而在后期逐渐变得更加碎片化。最后，我们表明通用纤维轮廓可由广义三段幂律模型准确描述。