Warm FIRE：以共振惰性中微子暗物质模拟星系形成

作为反馈于真实环境中（FIRE）项目的一部分，我们通过一套针对 $M_{\rm halo} \approx10^{10}\,M_{\odot}$ 暗物质晕的宇宙学流体动力学 zoom-in 模拟，研究了温暗物质（WDM）宇宙学对矮星系形成的影响。本文的一个主要焦点是评估暗物质物理与恒星反馈对冷暗物质（CDM）模型中著名小尺度问题的联合效应。我们发现，在 CDM 与 WDM 模型中，星系的 $z=0$ 恒星质量与其宿主暗物质晕在形成时 $z_{\rm f}$ 的中心密度强相关。WDM 晕遵循与 CDM 相同的 $M_{\star}(z=0)-V_{\rm max}(z_{\rm f})$ 关系，但它们形成更晚、中心密度更低，因此包含的星系比其 CDM 对应体质量更小。结果，重子效应对中心引力势的影响通常相对于 CDM 减弱。然而，WDM 中延迟形成与恒星反馈能量输入的联合作用导致具有更低总体密度的暗物质剖面。此处研究的 WDM 星系比在 CDM 中模拟的相同系统具有更广的恒星形成历史（SFH）多样性，且两个最低 $M_{\star}$ 的 WDM 星系在晚期形成其全部恒星。因此，发现无古老恒星形成、在我们 CDM 模拟中不存在的年轻超暗弱矮星系，将为支持 WDM 提供证据。