Strong lensing optical depths in a \LambdaCDM universe
我们调查强引力透镜的和谐$Λ$ CDM宇宙学进行光线跟踪沿过去的光锥通过千年模拟,有史以来最大的模拟宇宙结构的形成。我们扩展以前的射线跟踪方法,以充分利用大体积和出色的空间和质量分辨率的模拟。作为源红移的函数,我们评估图像将被高度放大、将被高度拉长或将是一组多个图像中的一个的概率。我们发现,这种强透镜事件几乎总是可以追溯到一个单一的主导透镜对象,我们研究这些主透镜的质量和红移分布。为了研究我们的光学深度测量是如何受到模拟的有限分辨率和我们从中构造的透镜平面的影响,我们将分析模型拟合到模拟的暗晕上,得出这样的结论:这种影响导致我们低估了总的强透镜截面约15%。这比我们忽略星系重子成分所预期的影响要小。最后,我们调查是否强透镜增强材料前面或后面的主透镜。虽然强透镜视线确实偏向于高于平均平均密度,但这种额外的物质通常只占总表面密度的百分之几。
2007-12-03 astro-ph
Evolution of the Red Sequence in simulated galaxy groups
对LambdaCDM宇宙学中星系群的形成和演化进行了N体+流体动力学模拟。本文讨论了12个星系群的性质,重点讨论了正常星系群和化石星系群的色-星等关系。
2006-12-15 astro-ph
The chemical evolution of a Milky Way-like galaxy: the importance of a cosmologically motivated infall law
我们的目标是找到一个宇宙学动机的下落法,以了解如果LambdaCDM宇宙学可以重现的主要化学特征的银河系般的螺旋星系。在这项工作中,我们测试了几种不同的气体下落定律,从Chiappini等人提出的银河系化学演化的两个下落模型开始,但重点是从宇宙学模拟得出的定律,它遵循一个和谐的LambdaCDM宇宙学。通过一个详细的太阳附近区化学演化模型,我们研究了不同的气体降落规律对丰度分布和G矮星金属丰度分布的影响。宇宙学气体下落定律预言了两个主要的气体吸积事件。通过这个宇宙学动机的下落法,我们研究的恒星形成率,SNIa和SNII率,在太阳附近的气体和恒星的总量和几个化学丰度的行为。我们发现,两个下落模型的结果是完全兼容的银河系的演化与宇宙吸积定律。来自DM晕的气体组装历史,从形态学的角度来看,与晚型星系的形成相兼容,可以产生与现有观测一致的化学性质。
2008-02-13 astro-ph
The clustering of Ly-alpha emitters in a LambdaCDM Universe
我们结合了一个半解析模型的星系形成一个非常大的模拟,遵循的大尺度结构在LambdaCDM宇宙的增长预测的Ly-alpha发射器的集群。我们发现Ly-alpha发光体的团簇强度对Ly-alpha亮度的依赖性很弱,但对红移的依赖性很强。随着红移的增加,Ly-alpha发射体逐渐追踪到宇宙中更稀少、密度更高的区域。由于模拟的体积很大,比以前用于此应用的任何模拟都大100倍以上,我们可以构建Ly-alpha发射体的模拟目录,并研究当前和即将进行的调查的样本方差。我们发现模拟目录中Ly-alpha发射体的数量和聚集与当前调查的测量结果一致,但这些数量存在相当大的分散。我们认为,在z=8.8的发射器的建议调查应在立体角显着扩展,以允许一个强大的测量Ly-alpha发射器集群。
2008-11-13 astro-ph
Galaxy morphology, kinematics and clustering in a hydrodynamic simulation of a LambdaCDM universe
我们探索星系的属性和它们与环境和集群的联系,使用人口的~1000星系形成的高分辨率流体动力学模拟的λ CDM宇宙学。在我们关注的红移z=1处,空间分辨率为1.4 kpc/h,银河系大小的盘星系在其维里半径内包含约10^5个粒子。我们包括超大质量黑洞吸积和反馈以及恒星形成的多相模型。我们发现,一些熟悉的定性关系之间的星系属性,例如,星系之间的两个广泛的极端类型,其中“晚”类型往往是较小的尺寸,有较低的圆周速度,年轻的恒星,较高的恒星形成率,较大的磁盘隆起比和较低的Sersic指数比“早期类型”。在以前的研究中,盘状星系的恒星成分并不像观测中那样有旋转支撑。尽管盘的尺度长度与观测结果相符,但球壳包含了太多的恒星质量。在模拟中加入黑洞物理似乎不会对角动量结果产生影响,我们也没有发现在质量分辨率明显较低的相同模拟中受到影响。尽管如此,我们可以有利地使用的排名顺序的磁盘总的比例,Sersic指数,或星系年龄分离星系到形态类和研究的密度形态关系和形态的集群依赖。我们发现,当红移z=0时,早期类型星系在稠密环境中的优势明显,而当红移z=1时,密度-形态关系变得更加平坦,晚期类型星系甚至比早期类型星系具有更高的成团幅度(略)。
2008-03-27 astro-ph
Black hole growth and activity in a LambdaCDM Universe
观测到的超大质量黑洞的性质表明,它们的组装与其宿主球体的形成之间存在着根本性的联系。我们使用LambdaCDM宇宙流体动力学模拟的星系中的黑洞的生长和活动的星系势阱中的重子质量分量的演变。我们发现,如果球中气体质量与黑洞质量成线性比例,则观测到的黑洞质量与椭球速度色散之间的陡峭关系M_BH propto σ^4可以重现。在这个模型中,黑洞的增长是饱和的,因为与恒星形成和反馈的竞争,这两者都决定了可用于吸积的气体分数。除非其他过程也在运行,否则我们预测M_BH-σ $ relation is not set in primordial structures but is fully established at low redshifts, $ z \approxlt 2$,并且在较早的时间较浅。我们发现中心黑洞质量与其暗物质晕之间的关系仅为M_BH ~ M_DM ^4/3。我们假设星系经历一个典型寿命为t_Q ~ 2 \times 10^7 yr的类星体阶段,并表明恒星形成调节的球状体中气体的耗尽可以解释在光学蓝波段红移z<3处类星体种群的减少。然而,由于最简单的假设是类星体的寿命与红移无关,该模型高估了高红移下的光学类星体数,尽管它得到了观测到的X射线类星体数密度在红移范围1 < z< 6内的演化。最后,我们发现大部分黑洞质量在z ~ 3处聚集在星系中,而黑洞吸积率密度在z ~ …
2003-04-16 astro-ph
Are the nearby groups of galaxies gravitationally bound objects?
我们比较了数值模拟和观测附近(< 40 Mpc)星系群(Huchra & Geller 1982和Ramella et al. 2002)。使用由Huchra和Geller(1982)开发的组发现算法来进行组识别。使用宇宙学N-体模拟代码与LambdaCDM宇宙学,我们表明,从模拟数据中确定的星系群的动力学性质,一般来说,在一个温和的,在2sigma,协议与观测目录的星系群。由于模拟提供了比观测更多的动力学信息,我们使用N体模拟数据来计算附近的星系群是否是引力束缚的物体,使用它们的维里比。我们表明,在一个LambdaCDM宇宙学约20%的附近星系群,确定了相同的算法,在观测的情况下,没有约束,而仅仅是在视觉上的群体。这是相当重要的,特别是因为在观测中对星系群质量的估计通常是基于一个假设,即通过朋友的朋友算法发现的星系群是引力束缚的物体。不同分辨率的模拟结果相同。我们还展示了当样品的视星等极限和宇宙学常数的值改变时,引力未束缚群的分数是如何变化的。通常,较大的Omega_Lambda值生成的未绑定组略多。
2007-09-20 astro-ph
We describe hydrodynamical simulations of galaxy formation in a Lambda cold dark matter (CDM) cosmology performed using a subresolution model for star formation and feedback in a multiphase interstellar medium (ISM). In particular, we demonstrate the formation of a well-resolved disk galaxy. The surface brightness profile of the galaxy is exponential, with a B-band central surface brightness of 21.0 mag arcsec^-2 and a scale-length of R_d = 2.0 h^-1 kpc. We find no evidence for a significant bulge component. The simulated galaxy falls within the I-band Tully-Fisher relation, with an absolute m…
2004-01-13 astro-ph
The Formation of a Realistic Disk Galaxy in Lambda Dominated Cosmologies
我们模拟了一个现实的盘状星系的结构形成的层次方案内的形成,并研究其内部属性到目前的时代。我们比较结果从一个LambdaCDM模拟与LambdaWDM(2keV)模拟,形成显着减少小尺度结构。我们展示了如何在气体和暗物质成分的高质量和力的分辨率发挥了重要作用,在解决角动量灾难声称从以前的模拟星系形成的层次框架内。在LambdaCDM和LambdaWDM模型中,盘中的恒星物质的最终比角动量分别为暗晕的40%和90%。LambdaWDM星系的卫星数量急剧减少,恒星的球状体成分可以忽略不计。与卫星的相遇在干扰磁盘方面只起很小的作用。超新星拥有各种各样的恒星形成历史,这些历史与合并和沿着它们围绕主星系的轨道的近心通道有关。在这两种宇宙学中,星系晕保留了大部分的重子吸积,并建立了一个热的气相与大量的X射线发射。因此,虽然我们已经成功地创建一个现实的恒星盘在一个大规模的星系内的LambdaCDM的情况下,能量注入出现作为必要的成分,以减少在星系晕的重子分数,独立的宇宙学。(节略)
2004-02-05 astro-ph
Dearth of dark matter or massive dark halo? Mass-shape-anisotropy degeneracies revealed by NMAGIC dynamical models of the elliptical galaxy NGC 3379
行星状星云摄谱仪(PN.S)最近的巡天结果显示,在附近的椭圆星系NGC 3379中,速度色散分布迅速下降,这让人怀疑这个中等光度的星系是否具有Lambda CDM宇宙学中预期的那种暗物质晕。结合长缝光谱、SAURON积分场数据和PN.S速度,我们对该星系进行了详细的动力学研究,有效半径(R_e)超过7。我们构建球形和轴对称的动力学模型,这些数据与灵活的测量NMAGIC代码,在一个序列的引力势与不同的暗晕质量。我们发现,数据是一致的近各向同性的球形系统占主导地位的恒星质量,并与模型中的大质量晕具有强径向各向异性的外部部分(β>~ 0.8在7R_e)。正式的似然极限将排除(在1 sigma)只有恒星的模型,以及v_circ(7R_e)>~ 250 km/s的晕模型。一系列更现实的不同倾角的轴对称模型和少量的三轴试验证实了球形的结果。拟合所有数据的所有有效模型在陀螺仪上是动态稳定的,包括最各向异性的。NGC 3379很可能有一个暗物质晕,正如最近在LambdaCDM宇宙学中的合并模型所预测的那样,只要它的外层是强烈的径向各向异性。(节略)
2008-04-21 astro-ph
The baryon fraction of LambdaCDM haloes
我们研究了在Lambda CDM宇宙演化的非辐射气体动力学模拟中形成的暗物质晕中的重子分数。通过结合千年模拟的实现(Springel等人),通过对小体积的矮晕进行模拟,我们的研究跨越了50年的晕质量,从10^10 Msun/h到10^15 Msun/h。我们发现,在晕维里半径的重子分数通常是90%的宇宙平均值,均方根散射为6%,独立的红移和晕质量下降到最小的解决晕。我们的研究结果表明,与Mo等人(2005)的提议相反,前维里化引力加热无法阻止星系和原星系晕内气体的坍缩,并证实了非引力反馈的需要,以降低矮星系晕中气体冷却和恒星形成的效率。模拟包括一个简单的光加热模型(其中气体温度下限为T_{floor} = 2 × 10^4 K,从z=11开始)证实了先前的建议,即在维里温度T_{200} < ~2.2 T_{floor} ~ 4.4 × 10^4 K的系统中,光加热只能阻止重子的坍缩(对应的维里质量为M_{200} ~ 10 ^10 Msun/h,圆周速度为V_{200} ~ 35 km/s)。因此,光加热可能有助于调节矮椭球体和其他星系在光度函数的极端模糊端的形成,但它本身不能调和丰富的sub-L* 星系与在Lambda CDM宇宙演化中预期的大量矮晕。在重子分数中看到的演化或质量依赖性的缺乏预示着X射线团簇研究,假设一个普遍的和非演化的重子分数放置宇宙学参数的约束。
2006-10-19 astro-ph
Quintessence and the Transition to an Accelerating Universe
基于超引力或M/弦论的七个流行的模型的精髓从减速到加速宇宙的过渡的影响进行了探讨。所有七个电势都可以在低红移0 < z < 5处模拟Lambda CDM模型。然而,对于一个自然的范围内的初始值的quintessence场,SUGRA和Polonyi势预测的过渡红移z_t = 0.5,Ω_λ 0 = 0.70,在协议的观测值z_t = 0.46,并在轻度冲突与LambdaCDM值z_t = 0.67。给出了状态方程参数最近平均值wbar_0和低z近似下w_0和w_1的精粹势的计算表。有人认为,为了使指数势e^{lambda phi}产生一个可行的现代宇宙学,lambda <= sqrt{2}。本文提出了一种模拟标量场宇宙学演化的强尺度数值方法。
2004-07-29 astro-ph hep-ph
Statistics of Giant Arcs in Galaxy Clusters
我们研究了LambdaCDM宇宙中由星系团产生的巨弧的预期性质和统计,并研究了CDM星系团的特性如何决定它们产生的弧的性质。由于CDM晕的三轴性和亚结构,单个星系团的巨弧截面随视角的变化超过一个数量级。此外,浅的密度尖点和三轴性的CDM集群导致系统的巨大的弧,这应该是测试与更大的样本从即将到来的透镜调查。我们计算预测的统计数据的巨弧的LambdaCDM模型,并从以前的调查结果进行比较。预测的弧统计与EMSS样本中低红移(0.2 < z < 0.6)星系团周围观察到的巨弧数量非常一致,但是在高红移z > 0.6星系团周围观察到的弧可能过多。这种过剩,如果是真的,似乎是由于在高红移处存在高质量或集中的星系团。
2003-10-11 astro-ph
Optimising Baryon Acoustic Oscillation Surveys - I: Testing the concordance LCDM cosmology
我们通过精确测量重子声学振荡(BAO)来优化未来光谱红移测量的设计,特别强调宽场多目标光谱仪(WFMOS)的设计。我们开发了一个模型,预测可能的目标星系的曝光时间和红移的函数的数量密度。我们使用这个数计数模型与拟合公式的准确性BAO测量,以确定不同的调查和仪器设计的有效性。我们搜索通过可用的调查参数空间,以找到最佳的调查方面的暗能量状态方程参数根据暗能量工作组图的优点,包括预测未来的测量从普朗克卫星。我们优化的调查,以测试的LambdaCDM模型,假设星系预先选择使用光度红移有一个恒定的数密度与红移,并使用非线性截止的物质功率谱,随红移的演变。我们发现,线发射星系强烈首选连续发射星系作为目标。最佳测量覆盖红移范围0.8 < z < 1.4,覆盖尽可能宽的区域(6000平方米)。从1500小时观察时间开始)。光谱仪最有效的光纤数量是2,000根,随着额外光纤的增加,测量性能不断提高,直到达到10,000根光纤的平台。在调查参数空间中的最佳点不是高峰值,并没有显着影响,包括即将到来的超新星调查和其他BAO实验的约束。
2007-05-16 astro-ph
High Resolution Optical Velocity Fields of 11 Low Surface Brightness Galaxies
我们提出了高分辨率的二维速度场的积分场光谱,以及派生的旋转曲线的11个低表面亮度星系。我们拟合NFW和伪等温晕模型的新数据结合以前的长缝和HI数据。在大多数情况下,我们发现伪等温晕比NFW晕更好地代表数据,因为NFW浓度通常低于LambdaCDM宇宙学的预期。我们还将我们的结果与以前的研究进行了比较,发现包括新的二维光学数据不会显着改变晕参数,但确实将不确定性降低了大约2倍。
2006-04-27 astro-ph
The Inner Structure of LambdaCDM Halos I: A Numerical Convergence Study
我们提出了一套全面的收敛性测试,探讨模拟的暗物质晕的平衡结构上的各种数值参数的作用。我们报告的结果与两个独立的,国家的最先进的,多步,并行N体代码:PKDGRAV和GADGET。我们发现,收敛的质量配置文件可以得到适当的选择的引力软化,时间步长,力的精度,初始红移,和粒子数。对于软化点的选择,使得粒子离散效应可以忽略不计,在满足以下条件的半径处,圆速度收敛:(i)时间步长比局部轨道时标短得多,(ii)加速度不超过引力软化点的特征加速度;以及(iii)足够的粒子被包围,使得碰撞弛豫时间尺度比宇宙的年龄长。对收敛的最严格要求通常是由碰撞弛豫准则对粒子数施加的要求,这意味着为了估计密度对比可能达到$\sim 10^6$的半径处的精确圆速度,该区域必须包含3000个数量级的粒子(或维里半径内的$10^6$的几倍以上)。应用这些标准的星系大小的$Λ$ CDM晕,我们发现,球平均密度分布变得越来越浅,从维里半径向内,达到一个对数斜率浅于-1.2在最里面的解决点,$r \sim 0.005 r_{200}$,几乎没有证据表明收敛到幂律行为的内部区域。
2003-01-14 astro-ph
Clusters and Groups of Galaxies in the Simulated Local Universe
我们比较了从更新的Zwicky目录(UZC)中提取的星系群的属性与从局部宇宙的N体模拟中提取的星系群的属性,在LambdaCDM和tauCDM宇宙学中。在模拟中,暗物质密度场的初始条件被设置为再现银河系80 Mpc/h内星系的当前时间分布。这些初始条件最大限度地减少了宇宙方差引起的不确定性,这影响了以前对这个小体积宇宙的分析。模拟还模拟了半解析处方的星系人口的光度特性的演变。该模型产生的星系光度函数明显不同于UZC的光度函数,并且无法再现星系群的分布及其光度含量。如果在保持星系光度等级不变的情况下,根据UZC光度函数对模拟中的星系光度进行重新分配,则模型与UZC之间的差异将大大减小。修改后的LambdaCDM模型提供了与UZC最好的匹配:谐波半径,速度色散,质量和光度的组丰度与观测结果一致。我们发现,该模型还再现了晕占据数的集团和集群。然而,集团的大规模分布是勉强符合UZC和红移空间的关联函数的星系尺度大于6兆秒差距/小时仍然是超过3西格玛小于观察。我们的结论是,复制观察到的群体的属性肯定需要一个更复杂的处理星系形成,并可能改善的暗物质模型。
2006-09-04 astro-ph
The Impact of Star Formation on Cool Core Galaxy Clusters
我们目前的结果,从最近的模拟星系团的形成和演化的LambdaCDM宇宙学。这些模拟包含了我们迄今为止最完整的物理输入物理,包括辐射冷却,恒星形成,将快速冷却的物质转化为聚集的恒星粒子,我们还模拟了恒星粒子中超新星的热反馈。我们使用自适应网格加密(AMR)欧拉流体动力学方案,在计算体积为256 Mpc的一侧获得非常高的空间分辨率(~ 2 kpc),暗物质和恒星粒子的质量分辨率为~ 10^8 M_太阳。我们详细研究我们模拟集群的核心区域的外观和演变。
2003-09-30 astro-ph
The formation history of elliptical galaxies
我们利用有史以来最大的高分辨率模拟宇宙结构的增长-千年模拟的和谐LambdaCDM宇宙演化-研究如何恒星形成的历史,年龄和椭圆星系的金属含量取决于环境和恒星质量。我们专注于一个星系形成模型,该模型被调整以适应联合光度/颜色/形态分布的低红移星系。在这个模型中,大质量椭圆星系有更高的金属丰度,更老的光度加权年龄,更短的恒星形成时间尺度,但比质量较小的系统有更低的组装红移。在集群内的椭圆星系的典型质量,年龄和金属丰度的预测,平均减少,随着距离集群中心。我们还量化了椭圆星系前身星的有效数量与当前恒星质量的函数关系,发现M* < 10^{11} Msun的典型数量低于2,对于大质量系统则上升到5左右。这些研究结果是一致的,最近的观测结果表明"缩小“或"反层次”的行为的恒星形成历史的椭圆星系人口,尽管事实上,我们的模型包括所有的标准元素的层次星系形成,并实施标准,LambdaCDM cosmogony。
2005-11-21 astro-ph
Spatial distribution of galactic halos and their merger histories
我们使用一种新的统计工具,标记关联函数(MCFs),研究集群的星系大小的晕作为其属性和环境的函数在高分辨率数值模拟的LambdaCDM宇宙学。我们应用MCFs使用几种类型的连续和离散的标记:最大圆速度的晕,合并标记表明是否经历了或没有一个主要的合并晕在其演化历史中,和剥离标记表明是否经历了潮汐剥离。我们发现,在演化历史中经历相对较早(z>1)的主要合并或质量损失(由于潮汐剥离)的晕在分离< 3 Mpc/h的晕对中过多。这一结果可以解释为具有不同合并历史的晕的空间分离,定性地类似于观测到的星系分布中的形态分离。本文中提出的分析表明,MCFs提供了强大的,但算法简单,定量措施的隔离对象的空间分布方面的各种属性(标记)。
2002-03-10 astro-ph
Cosmology of Mass-Varying Neutrinos Driven by Quintessence: Theory and Observations
研究了质量变化中微子对宇宙微波背景(CMB)各向异性和大尺度结构(LSS)的影响。在这些模型中,暗能量和中微子被耦合,使得中微子质量是扮演暗能量角色的标量场的函数。我们首先描述这样一个系统的宇宙学背景演化。指出与考虑暗物质/暗能量相互作用的模型相似,利用SNIa模型测量的表观状态方程可以小于-1。然后讨论了质量变化中微子对CMB各向异性和物质功率谱的影响。通常观察到在大角尺度下CMB功率谱中的功率抑制。我们给出了这种行为的解释,并讨论了不同的耦合和quintessence潜力,以显示所获得的结果的一般性。我们使用广泛的SNIa,CMB和LSS观测进行可能性分析,以评估这些理论是否可行。把中微子质量作为一个自由参数,我们发现,耦合的约束是弱的,因为CMB和LSS调查只给出中微子质量的上限。然而,固定先验的中微子质量,我们发现,有一些证据表明,这种耦合的存在实际上是首选当前的宇宙学数据在标准的LambdaCDM宇宙学。
2007-08-29 astro-ph hep-ph hep-th
Galaxy Clustering Evolution in the CNOC2 High-Luminosity Sample
星系两点关联函数的红移演化是一个基本的宇宙统计量。为了确定类似的星系人口在不同的红移,我们选择了严格的体积限制的样本从6100编目hocC 2星系。我们的高光度子样本选择了具有k校正和演化补偿的R光度M_R^{k,e}大于-20等(H_0=100 km/s/Mpc)的星系,其中M_ast^{k,e}(R)为-20.3等。该子样本包含约2300个星系,分布在红移0.1和0.65之间,分布在总共1.55平方度的天空中。一个类似定义的低红移样本来自拉斯坎帕纳斯红移巡天。我们发现,同向运动的两点关联函数可以表示为xi(r| z)=(r_00/r)^gamma(1+z)^{-(3+epsilon-gamma)},其中在z=0.03至0.65的红移范围内,对于Ω_M=0.2,λ =0,r_{00} =5.03+/-0.08/h Mpc,λ =-0.17+/-0.18和gamma=1.87+/-0.07。测量的集群振幅和它的演变是依赖于所采用的宇宙学。对于Omega_M=1和平坦Omega_M=0.2的背景宇宙学,测得的演化速率分别为π =0.80+/-0.22和π =-0.81+/-0.19,r_{00}分别为5.30+/-0.1/h Mpc和4.85+/-0.1/h Mpc。导出的相关性的灵敏度的演变校正和测量的细节。偏聚演化的分析预测,只有低密度,LambdaCDM宇宙学是很容易与观测相一…
2000-05-23 astro-ph
First Structure Formation: A Simulation of Small Scale Structure at High Redshift
我们描述了在LambdaCDM宇宙中无碰撞冷暗物质的模拟结果,以研究在高红移(z=10)坍缩的物体的性质。我们分析了在这些早期形成的晕,在这个模拟中,发现这些结果是相似的大尺度结构形成在低红移的模拟。特别是,我们考虑晕的性质,如质量函数,密度分布,晕的形状,自旋参数,角动量对齐与短轴。通过了解高红移下小尺度结构形成的性质,我们可以更好地理解宇宙中第一结构的性质,例如第三星族恒星。
2000-09-15 astro-ph
High Redshift Galaxy Clusters as Probes of Cosmology
几个简单的和定性的例子的潜力的星系团作为宇宙学的诊断。与此相关,我们简要讨论了三个正在进行或即将进行的光学/近红外,X射线和宇宙微波辐射背景的集群调查。
2001-09-14 astro-ph