从星系晕动力学建模中能期待什么

许多银河系晕的动力学模型要求示踪粒子种群的分布函数应与时间无关（即稳态分布函数）且底层势为球对称的假设。我们通过将具有最小假设的通用动力学模型应用于来自宇宙学 $N$-body 和流体动力学模拟的大样本星系晕，研究了此类建模的局限性。使用暗物质粒子作为动力学示踪体，我们发现测得的质量和浓度参数的系统性不确定性通常具有 25% 到 40% 的幅度。然而，当以恒星作为示踪体时，系统性不确定性可高达因子 $2-3$。系统性不确定性不会通过增加示踪体样本量而减小，并且在不同晕之间随机变化。这些系统性不确定性主要由违反稳态假设的相关相空间结构所导致的低估统计噪声引起。由不确定性水平推断出的独立相空间结构数量设定了一个极限样本量，超过该样本量进一步增加不再显著改善动力学推断的精度。系统性不确定性水平由晕的并合历史、形状及环境决定。我们的结论普遍适用于任何球对称稳态模型。