Tidal forces from the wake of dynamical friction: warps, lopsidedness and kinematic misalignment
当一个星系在暗物质粒子背景中运动时，会产生一个高密度的暗物质粒子或尾流。尾流对星系的反作用是一个力场，可以分解为一个有效的减速（称为动力学摩擦）和一个潮汐场。在本文中，我们确定的潮汐力，从而产生的星系，以及由此产生的观测，这是扭曲，lopsidedness和/或运动光度位置角失调。我们估计的潮汐效应的大小需要复制孤立星系IC 2487上观察到的翘曲和不平衡。在暗物质分布特性的实际范围内，可以再现IC 2487所观察到的扭曲和不平衡的运动学特性（暗物质粒子的背景介质具有$\lesssim 80\,{\rm km\,s^{-1}}$的速度色散和$10^4-10^5~{\rm M_\odot\,kpc^{-3}}$的密度，更可能在下端）。我们的结论是，提出的机制可以产生翘曲，偏心和失调观察孤立星系或星系松散的群体。该方法也可用于约束暗物质的空间和速度分布特性。
2020-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Tidal Streams in Spiral Galaxies of the Local Volume: A Pilot Survey with Modest Aperture Telescopes
[摘要]在星系形成的层次框架内，微小的合并和潮汐相互作用预计将塑造今天所有的大星系。因此，大多数看似正常的盘状星系应该被空间扩展的恒星“潮汐特征”所包围，表面亮度低。作为对这种相互作用特征的初步调查的一部分，我们对局部体积中的8个孤立旋涡星系进行了超深宽视场成像，数据是在小型（D=0.1- 0.5 m）机器人望远镜上拍摄的，这些望远镜提供了精确的表面亮度灵敏度（μ V）~28.5$ mag/arcsec ^[2]。这一初步的观测工作导致在这些星系周围的晕中发现了六个以前未被发现的广泛（~30 kpc）的恒星结构，可能是潮汐破坏卫星的碎片。此外，我们确认和澄清几个巨大的恒星过密度以前在文献中报道，但从来没有以前解释为潮汐流。即使是这个星系的试点样本，也表现出这些扩展恒星特征的惊人多样的形态特征：类似于银河系周围人马座流的巨大圆形特征，遥远的外壳和远离主恒星体的巨大潮汐碎片云，以及从星系盘中出现的喷流状特征。与现有的模拟设置在一个拉姆达冷暗物质宇宙学的定性比较表明，在这个试点调查中检测到的恒星形态的异常变化与这些模拟中看到的相匹配。这些潮汐功能周围的“正常”盘星系和形态匹配的模拟共同存在构成了新的证据，这些理论模型也适用于大量的其他银河系质量盘星系在本地卷。
2010-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Threshing in Action - The tidal disruption of a dwarf galaxy by the Hydra I Cluster
我们报告发现强潮汐特征的矮球状星系周围的长蛇座一星系团，表明其正在进行的潮汐破坏。这个非常低的表面亮度物体，HCC-087，最初被归类为Hydra星团目录（HCC）中的早期型矮星，但我们对HCC的ESO-VLT/FORS图像的重新分析发现了S形形态和大空间范围的明确指示。它的形状、光度（M_V=-11.6等）和物理大小（半光半径为3.1 kpc，全长约为5.9 kpc）与最近发现的NGC 4449 B和人马座矮椭球体相当，它们都经历了明显的潮汐破裂。借助于N体模拟，我们认为HCC-087目前正处于其第一个远心点，在150千秒差距，在集群中心周围，它正在被潮汐破坏的星系团的潜力本身。与附近的（50 kpc）S 0星系团HCC-005（M* ~ 3 x 10^10 M_sun）的相互作用是相当不可能的，因为这个星座需要大量的动力学摩擦，因此相对速度很低。然而，如果HCC-087绕星团中心运行，卫星的S形形态和大的空间范围也会出现。这些特征似乎是卫星在被潮汐破坏过程中所具有的特性，与破坏的环境无关。我们模拟的一个重要发现是潮汐尾垂直于轨道的方向。
2012-07-11 astro-ph.CO
Statistics of tidal and deformation eigenvalue fields in the primordial Gaussian matter distribution: the two-dimensional case
研究了随机高斯宇宙密度场的原初潮汐和形变张量的本征值的统计性质。潮汐和变形张量，海森的引力和速度势，是高斯，相应的本征值场是明显的非高斯。在将本征值联合分布的Doroshkevich公式推广到二维场之后，我们计算了本征值场的两点和三点关联函数。此外，我们评估的本征值场的奇异点的数量密度，并找到相应的两点和三点关联函数。潮汐力和由此产生的质量元变形在塑造宇宙网中突出的各向异性壁状和非对称成分中的作用早已基于泽尔多维奇近似被认识。不太为人所知的是，网状的空间模式在原始潮汐和形变本征值场中已经是可识别的，即使相应的高斯密度和势场仅仅表现为空间不相干和非结构化的随机场。此外，在宇宙结构形成的全相空间评估的背景下，焦散骨架理论需要一个完全分析的框架来研究宇宙网络的非线性演化。它描述了折叠的暗物质片和新兴的焦散奇异性，完全指定的变形特征值和特征向量。最后，潮汐张量本征值是至关重要的，了解它们的分布是预测旋转和方向的关键。目前的研究适用于二维高斯随机场，并将推广到三维分析在即将到来的研究。
2023-01-17 astro-ph.CO
Intrinsic Alignments in IllustrisTNG and their implications for weak lensing: Tidal shearing and tidal torquing mechanisms put to the test
精确测量宇宙剪切信号需要从星系的内在形状相关性中分离出真正的弱引力透镜信号。这些星系的“内在排列”源于星系形成过程，并通过影响星系的潮汐过程与引力场相关，如椭圆星系的潮汐剪切和螺旋星系的潮汐扭转。在这项研究中，我们使用形态上选择的样本的椭圆和螺旋星系从illustrisTNG模拟在z=0和z=1测试常用的线性（潮汐剪切）和二次（潮汐扭矩）模型的内在对齐。我们获得本地测量的线性和二次排列参数，包括宇宙学小模拟体积的大尺度各向异性的校正，并研究它们对星系和环境属性的依赖。我们发现一个显着的椭圆星系（线性模型），随着质量和红移增加的对齐信号。另一方面，螺旋星系（二次模型）只对z=1的最大质量物体表现出显着的信号。我们证明了螺旋星系的二次模型在其基本假设下崩溃，同时获得了螺旋星系按照线性模型排列的显著信号。我们使用导出的对准参数来计算本征对准谱，并估计由欧几里得获得的弱透镜信号中的预期污染。
2020-10-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantified HI Morphology VII: star-formation and tidal influence on local dwarf HI morphology
尺度不变的形态参数应用于星系的原子氢图（HI），可以用来量化潮汐相互作用或恒星形成对ISM的影响。在这里，我们应用这些参数，浓度，不对称性，平滑度，基尼系数，M20，和GM参数，两个附近的矮星系的公共调查，VLA-ANGST和LITTLE-THINGS调查，探索潮汐相互作用或正在进行或过去的恒星形成是否是一个主导力量塑造这些矮星的HI盘。以前，HI形态学标准被确定为持续的螺旋-螺旋相互作用。当我们将这些应用于不规则侏儒种群时，它们要么选择几乎所有的种群，要么不选择任何种群。我们发现，只有基于Abery的标准可以用来识别非常孤立的矮星（即，这些具有低潮指示）。另外，潮汐相互作用的水平和HI形态之间几乎没有关系。我们比较HI形态的三个恒星形成率的基础上，无论是Halpha，FUV或解决恒星星族，探测不同的恒星形成的时间尺度。跟踪分布不平等的HI形态参数，Gini，GM和M20参数，与所有这些恒星形成率弱相关。这与局部物理主导ISM外观而不是潮汐效应的图片一致。最后，我们比较SDSS措施的恒星形成和恒星质量的HI形态参数的所有四个HI调查。在两个低分辨率的HI巡天（12”）中，恒星形成测量和HI形态之间没有关系。两个高分辨率的HI巡天（6”）的形态，不对称，平滑，基尼，M20和GM，确实显示出与整个恒星形成的联系，但联系很弱。
2013-07-08 astro-ph.CO
The Environmental Dependence of the Incidence of Galactic Tidal Features
在54个星系团（0.04<z<0.15）的样本中，包含3551个适合研究的早型星系，我们识别的潮汐功能，交互式和自动。我们发现，约3%的天体具有潮汐特征，可以用达到26.5 mag arcsec^-2的3-sigma灵敏度极限的数据来探测。无论用于分类潮汐功能的方法，或对这种分类的保真度，我们发现潮汐扰动星系的赤字，减少集群中心半径是最明显的~0.5R_200内。我们不能区分是否出现的趋势，从最近的合并增加集群中心半径的可能性增加或减少集群中心半径的潮汐功能的寿命。我们没有发现证据的局部密度和潮汐特征的发病率之间的关系，但我们的局部密度测量有很大的不确定性。我们发现有趣的行为在集群早期类型之间的潮汐特征的速率作为集群中心半径的函数，并期望这样的结果提供约束的星系晕的结构上的集群环境的影响，建立的红色序列的星系，和起源的集群内恒星星族。
2012-08-23 astro-ph.CO
Measuring the Tidal Response of Structure Formation: Anisotropic Separate Universe Simulations using TreePM
我们提出了各向异性的“分离宇宙”的模拟修改的N-体代码Gadget-4，以代表一个大规模的潮汐场通过各向异性膨胀因子。这些模拟被用来测量的线性，准线性和非线性响应的物质功率谱的空间均匀的无痕潮场波数$k = 7 h \text{Mpc}^{-1}$。与以前的工作中测量到的大规模超密度的响应一起，这完全描述了压缩极限中的非线性物质双谱。我们发现，响应幅度不接近零的小尺度上的物理坐标，而是一个恒定的值在$z=0$，$R_K\approx 0.5$为$k \geq 3 h\text{Mpc}^{-1}$的规模，我们认为我们的模拟可靠，$k \leq 7 h\text{Mpc}^{-1}$在$z=0$。这表明即使是晕的内部区域也受到大尺度潮汐场的影响。我们还直接测量了晕形状与潮汐场的对准，发现了一个清晰的信号，随着晕质量的增加而增加。
2020-11-13 astro-ph.CO
Tidal alignments as a contaminant of redshift space distortions
我们研究了红移空间中依赖于方向的选择效应对星系成团的影响。据发现，如果星系排列的大尺度潮汐场，那么这些选择效应引起的依赖关系的观测星系密度的本地潮汐场，除了众所周知的依赖于物质密度和径向速度梯度。这改变了星系的功率谱的方式是不同的傅立叶模式平行和垂直的视线。这些潮汐星系的排列可以模仿红移空间的扭曲，从而导致速度功率谱测量的偏差。如果星系的方向只受局部潮汐场的影响，那么潮汐排列效应与线性区域中的红移空间畸变具有完全相同的尺度和角度依赖性，因此它不能通过在分析中掩盖小尺度而被投影或去除。我们考虑几个玩具模型的潮汐排列和方向依赖的选择，规范化的自由参数（振幅）最近的观察，并发现，他们可以偏差速度振幅f（z）G（z）的5- 10%，在某些模型中，虽然大多数模型给小得多的污染。我们的结论是，潮汐排列可能是一个显着的系统误差，在红移空间失真测量，旨在测试广义相对论通过增长的大尺度结构。我们简要讨论可能的缓解策略。
2009-07-03 astro-ph.CO
The Cross-correlation of KSZ Effect and 21 cm Intensity Mapping with Tidal Reconstruction
讨论了利用21.cm强度图（IM）关联宇宙微波背景（CMB）温度涨落和密度涨落来研究具有运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的扩散重子分布的可能性.互相关算法面临的最大挑战是由于前景和干涉仪的零间距问题导致的IM中大尺度信息的丢失。我们应用潮汐重建算法来恢复丢失的大规模模式，这增加了三个以上的因素的相关性。在预测的前景水平下，我们期望使用CHIME和普朗克对$0.8\lesssim z\lesssim2.5$的kSZ信号进行$\sim20\,σ$检测，并且使用HIRAX和普朗克对$\sim40\, σ$进行检测。随着空间分辨率更高的下一代设施的出现，其重要性将大大增加。
2018-11-12 astro-ph.CO
The place of the Local Group in the cosmic web
我们使用Bolshoi模拟来找到本星系群（LG）在宇宙网中最可能的位置。我们的LG拟像是成对的晕，具有与观测一致的隔离和运动学特性。宇宙网是用潮汐张量方法定义的。我们发现，LG的首选位置是区域的暗物质密度接近宇宙平均水平。这使得长丝和片材成为首选环境。我们还发现LG和宇宙网之间存在强烈的一致性。轨道角动量优先垂直于最小的潮汐本征向量，而连接两个晕的向量强烈地沿着最小的潮汐本征向量排列，并垂直于最大的潮汐本征向量;这对粒子沿着丝状体和片状体运动。我们没有发现任何证据表明这对光环中每个光环的自旋与宇宙网对齐。
2014-12-15 astro-ph.CO
Gravitational wave fossils in nonlinear regime: halo tidal bias and intrinsic alignments from gravitational wave separate universe simulations
利用潮汐分离宇宙模拟研究了长波引力波对非线性结构形成的影响。基于长波长GW在局部坐标系中与均匀潮汐场的等价性，我们提出了一种将长波长GW作为有效的各向异性展开纳入潮汐分离宇宙模拟的方法。这种方法使我们能够有效地研究GWs对大尺度结构的影响。我们测量的各向异性印记的局部功率谱从潮汐分离宇宙模拟与GWs，这对应于压缩极限的标量-标量-张量双谱或所谓的功率谱响应GWs。我们还检测了由GWs引起的晕潮汐偏差从晕物质互功率谱的响应，以及由GWs引起的线性形状偏差（或线性排列系数）从晕椭圆率的一点函数。与标量扰动引起的潮汐场的情况相比，我们发现，波数依赖的时间演化的GWs自然会导致这些偏差是尺度依赖的。我们还发现，这种尺度依赖性很好地近似的标量和张量扰动之间的耦合引起的二阶密度。这突出了结构形成，特别是决定晕形状的过程，在时间上是非局部的。研究结果为预测重力波对大尺度结构的影响奠定了基础。
2022-09-13 astro-ph.CO
Cosmic Tidal Reconstruction with Halo Fields
大尺度扰动和小尺度扰动之间的引力耦合导致小尺度物质分布的各向异性畸变。因此，测量的局部小尺度功率谱可以用来推断大尺度物质分布。本文提出了一种利用全三维潮汐切变信息重建大尺度模态的新算法。将其应用于模拟的暗物质晕场，重建的大尺度密度场与原始物质密度场在大尺度上有很好的相关性，改进了以往只使用两个横向剪切场的潮汐重建方法。这对于在未来的宇宙学观测中利用多示踪剂方法恢复由于前景扣除而丢失的21 cm径向模和约束原始非高斯性具有深远的意义。
2021-08-03 astro-ph.CO
Local Group Dwarf Spheroidals: Correlated Deviations from the Baryonic Tully-Fisher Relation
本星系群矮球状卫星星系是已知最暗的河外恒星系统。我们检查最近的数据，这些对象在平面上的重子塔利-费舍尔关系（BTFR）。虽然一些矮椭球体坚持BTFR，其他偏离很大。我们研究了BTFR的残差，发现它们不是随机的。残差与光度，大小，金属丰度，椭圆率，和敏感性的矮星潮汐破裂的意义上说，更微弱，更椭圆，潮汐更敏感的矮星偏离更远的BTFR。这些相关性不利于随机过程，并建议潮汐效应的作用。我们确定了一个测试来区分ΛCDM和MOND基于银河系矮卫星的轨道和恒星是如何从它们丢失的。
2010-07-12 astro-ph.CO
Recovering the Tidal Field in the Projected Galaxy Distribution
我们提出了一种方法来恢复和研究投影引力潮汐力从星系调查包含很少或根本没有红移信息。详细描述了恢复潮汐图作为宇宙网示踪剂的方法和物理解释。我们首先将该方法应用于模拟的星系调查和研究的准确性，宇宙网可以恢复在不同的观测效果的存在下，显示投影的潮汐场可以估计在大面积的天空合理的精度。然后，我们将我们的方法应用于2MASS调查，并提出了一个公开的全天空地图的投影潮汐力在当地的宇宙。作为应用这些数据的一个例子，我们进一步研究了宇宙网不同元素中星系光度的分布，发现虽然在最密集的环境中优先发现更明亮的物体，但潮汐环境没有进一步的分离。
2015-12-10 astro-ph.CO
Large-Scale Structure and Gravitational Waves III: Tidal Effects
长波长度规扰动的主要局部可观测效应对应于潮汐场。我们导出了标量、矢量和张量扰动引起的潮汐场，并利用二阶微扰理论计算了它们对局部测量的小尺度密度涨落的影响。对于亚视界标量扰动，我们恢复了标准的扰动理论结果（$F_2$内核）。对于波数为$k_L$的张量模，我们发现对$k_Lτ\gg 1$的影响持续存在，即即使在引力波进入视界并红移离开之后很久，即它是一种“化石”效应。然后，我们使用这些结果，结合arXiv：1204.3625的“标尺扰动”，预测观测到的由长波长张量模式引起的小尺度物质关联函数的扭曲。我们还估计了观测到的信号在B模式的宇宙剪切从引力波背景，包括潮汐（内在的对齐）和投影（透镜）的影响。在$k_Lτ\gg 1$极限的非零潮汐效应显着增加了剪切B模式的内在排列的贡献，特别是在低红移$z \lesssim 2$。
2014-02-10 astro-ph.CO gr-qc
A 200-s Quasi-Periodicity Following the Tidal Disruption of a Star by a Dormant Black Hole
超大质量黑洞（SMBH; $M\gtrsim10^5\msun$）存在于大多数具有足够恒星质量的星系中心。在局部宇宙中，有可能从周围的恒星或气体中推断出它们的性质。然而，在高红移，我们需要积极的，持续的吸积来推断SMBH的存在，经常在活动星系核的长期吸积的形式来。SMBH还可以捕获和潮汐干扰附近的恒星，导致明亮的耀斑从其他静止的黑洞。在这里，我们报告的$\sim200$ -S X射线准周期性周围的一个以前休眠SMBH位于星系中心的红移$z=0.3534$。这一结果可能会打开探索我们本机宇宙之外的广义相对论的可能性。
2012-08-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
