The Role of Baryons in Creating Statistically Significant Planes of Satellites around Milky Way-Mass Galaxies
我们调查是否包含重子物理影响薄，相干旋转的卫星，如银河系和仙女座周围看到的飞机的形成。对于四个银河系质量的模拟，每个运行都作为暗物质，包括重子，我们能够确定一个平面配置，显着最大限度地增加平面卫星成员的数量。最大平面成员卫星在相同运行的仅含暗物质和重子版本之间始终不同，这是因为卫星在重子运行中更有可能被摧毁和坠落。因此，在仅模拟暗物质的情况下研究卫星平面是误导性的，因为它们将由不同的卫星成员组成，而不是包括重子的情况下存在的卫星成员。此外，重子轨道中卫星的破坏导致卫星分布的径向集中度降低，这一结果对于制造与随机分布相比具有统计学意义的平面至关重要。由于所有的平面都穿过星系的中心，如果卫星的径向集中度很低，那么从随机分布中创建一个平面就困难得多。我们确定仙女座的低径向卫星浓度的一个关键原因，为什么在仙女座的飞机是非常重要的。尽管如此，当考虑到共同旋转时，即使在重子运行中，模拟星系的卫星平面也没有银河系和仙女座星系周围观察到的卫星平面具有统计意义。
2016-10-10 astro-ph.GA
The Baryonic Mass Estimates of the Milky Way Halo in the form of High Velocity Clouds
本文通过分析高速云（HVCs）的距离、温度分布及数量，估计其形式的银河系晕 baryonic 质量为(7±2)×10⁹ M⊙，有助于研究失踪重子问题及银河系晕动力学。
2024-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clues on the Missing Sources of Reionization from Self-consistent Modeling of Milky Way and Dwarf Galaxy Globular Clusters
球状星团是古老恒星形成的独特痕迹。我们通过模拟银河系类型星系的球状星团种群的形成和动力学演化，利用Via Lactea II模拟的合并树，确定了整个宇宙时间内球状星团的形成效率。所有的模型都被限制在再现孤立矮星中观测到的球状星团的比频率和初始质量函数。球状星团的轨道，然后计算在一个随时间变化的引力势后，他们无论是吸积从卫星晕或形成在原位，在银河系晕。我们发现，银心距离和球状星团的金属丰度分布是非常敏感的球状星团的形成效率的红移和晕质量的函数。我们最精确的模型揭示了球状星团形成效率在z~2和z~7-12处的两个明显的峰值，并且倾向于形成效率随着晕质量的减少而适度增加，这与反馈调节恒星形成的预期相反。这个模型精确地再现了银河系中球状星团的位置、速度、质量函数、金属丰度分布和年龄分布，并预测约40%的球状星团是在银河系晕内原位形成的，而其他约60%是从大约20个Vc > 30 km/s的卫星矮星系中吸积而来的，约29%或所有的球状星团是在红移z > 7时形成的。这些结果进一步加强了球状星团的形成是高红移星系中恒星形成的一种重要模式的观点，并可能在星系际介质的再电离中发挥重要作用
2014-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Baryonic effects on the detectability of annihilation radiation from dark matter subhaloes around the Milky Way
我们使用六个，高分辨率的$Λ$ CDM模拟星系形成，研究如何从暗物质湮灭发射的重子过程的影响。这些模拟产生了孤立的、盘状星系，其结构、恒星星族、恒星质量和晕质量与银河系相当。它们可以分辨质量高于$\sim 10^6$ $\rm M_{\odot}$的暗物质结构，并且每个都有全物理和仅暗物质版本。在全物理的情况下，恒星星系的形成增强湮灭辐射的主要光滑组成部分的星系晕的三个因素，其中心浓度大幅增加。相比之下，晕下的通量几乎是$reduced$的一个数量级，部分原因是内部结构的变化，部分原因是潮汐效应的增加;它们相对于平滑晕的通量下降了1.5个数量级。来自最亮的次晕的预期通量比来自平滑晕的通量低四个数量级，使得在对银河系内部进行稳健检测之前，任何次晕都不太可能被检测到。我们使用最近的模拟整个$Λ$ CDM质量范围内的晕结构外推到最小的（地球质量）subhaloes，结论是，在早期的工作相比，总湮灭流量从银河系subhaloes将小于从光滑的晕，从太阳和一个遥远的观察者。费米-LAT可以勉强解决湮灭辐射从非常明亮的subhaloes，其中，通常，将包含恒星。
2020-12-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Too small to succeed? Lighting up massive dark matter subhaloes of the Milky Way
使用约束本地UniversE模拟（CLUES）的形成的本地组在宇宙学的背景下，我们调查最近突出的问题，大多数最大的黑暗subhaloes的银河系过于密集的主机的任何明亮的卫星。特别是，我们研究重子过程的影响，发现它们留下的旋转曲线的峰值和它的位置（Vmax和Rmax）之间的关系的双重效果。具有大重子分数的超新星经历绝热收缩，从而降低Rmax，而使Vmax或多或少不变。具有较小重子分数的子晕经历了Vmax的降低，这可能是由于物质的流出。此外，在模拟中发现暗晕的情况下，位于明亮MW矮椭球体的可能宿主的置信区间之外，在具有高σ 8归一化的宇宙学中似乎更为突出，并且取决于宿主的质量。我们的结论是，这个问题不能简单地解决包括重子过程，因此需要进一步的调查。
2011-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Effects of Dark Matter and Baryonic Physics on the Milky Way Subhalo Population in the Presence of the Large Magellanic Cloud
鉴于最近的事态发展，我们了解的大麦云云（LMC）对银河系（MW）的暗物质subhalo人口的影响，我们比较了暗物质和重子物理学的签名在MW系统中的subhalo与现实的LMC类似物。特别是，我们研究了自相互作用的暗物质（SIDM），温暖的暗物质（WDM），和银河系盘上的峰值最大圆速度（$V_{\mathrm{peak}}$）功能，径向分布和空间分布的MW和LMC相关的subhalos使用宇宙学暗物质-只有放大模拟MW+LMC系统。对于一个固定丰度的subhalos预计主机矮星系（$V_{\mathrm{peak}}\gtrsim 20\ \mathrm{km\ s}^{-1}$），SIDM和WDM可以产生类似的质量依赖抑制subhalo $V_{\mathrm{peak}}$功能，而磁盘中断是质量无关的。在MW的内部区域的Subhalos优先中断的自相互作用和磁盘，而在WDM的抑制是径向独立的。与LMC相关的subhalos的相对丰度没有强烈的磁盘中断或WDM的影响，但显着抑制在SIDM由于与LMC在早期的自我相互作用，并与MW在LMC下沉在晚些时候，擦除空间各向异性的MW subhalo人口。这些结果提供了途径来区分暗物质和重子物理相结合的MW和LMC subhalo人口即将到来的卫星星系和恒星流的观测探测的属性。
2021-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Determination of the best dark matter profile for the Milky Way with Gaia DR3 using Bayesian Model Comparison
IIT Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
通过贝叶斯模型比较分析，利用Gaia DR3数据确定描述银河系旋转曲线的最佳暗物质模型，比较了三种不同的恒星模型和七种不同的暗物质模型，发现Einasto分布比NFW分布更受青睐，且核心暗物质分布优于NFW分布，同时发现MOND模型拟合效果不如暗物质模型。
2026-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of missing baryons in galaxy groups with kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
利用{ \it Planck}宇宙微波背景图和已知位置、晕质量和特殊速度的$40,000$星系系统的叠加，我们提出了从星系群中探测动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（kSZE）信号作为晕质量到$\log (M_{500}/{\rm M_\odot}) \sim 12.3$的函数。来自不同质量的组的信号被同时约束，以照顾附近晕的投影效应。总kSZE通量内晕估计意味着，气体部分的晕是关于普遍重子分数，即使在低质量的晕，表明“失踪重子”found. Various测试进行表明，我们的结果是强大的对系统的影响，如污染的红外/无线电源和背景变化，光束大小的影响和贡献晕exiors。结合热Sunyaev-Zel'dovich效应，我们的结果表明，与星系群相关的“失踪重子”包含在温度介于$10^5$和$10^6\,{\rm K}$之间的温热介质中。
2020-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predictably Missing Satellites: Subhalo Abundance in Milky Way-like Halos
在小尺度上，有许多人声称标准的冷暗物质（CDM）模型和观测结果之间存在差异。“失踪卫星问题”臭名昭著地描述了CDM模拟中与银河系中观测到的卫星数量相比过多的subhalo。对于这种差异已经提出了各种解决方案;然而，银河系晕相对于其质量的典型晕的特定属性的影响还有待探索。最近的研究表明，银河系是非典型的（例如，Licquia et al. 2015），我们研究了质量与我们银河系相当的暗物质晕的性质-包括浓度，自旋，形状和最后一次主要合并的比例因子-与晕下丰度相关。通过对类银河晕的放大模拟，我们建立了两个根据主晕性质的次晕丰度模型，并得出结论，银河系中最大旋转速度较低的次晕应减少22%-44（$V_{\rm max}^{\rm sat} \sim 10$ kms $^{-1}$），置信水平为95%，比具有高旋转速度的平均次晕少72%（$V_{\rm max}^{\rm sat} \gtrsim 30$ kms $^{-1}$，与麦哲伦云相当）比银河系质量的典型晕所预期的要大。浓度是预测次晕丰度的最具信息量的单一参数。我们的研究结果意味着，模型调整，以解释失踪的卫星问题，假设我们的银河系典型的subhalo丰度将过度校正。
2019-06-17 astro-ph.GA
Finding the missing baryons in the intergalactic medium with localized fast radio bursts
重子失踪问题是天文学中尚未解决的主要问题之一。快速射电暴（FRB）是一种明亮的毫秒级脉冲，起源不明。FRB的色散度量被定义为沿视线方向的电子柱密度，并考虑到每个电离重子。在这里，我们使用22个定域FRB测量宇宙的重子含量。不同于以往的作品，固定的FRB宿主星系的色散措施的值，忽略了星系际介质（IGM）的不均匀性，我们使用的色散措施的概率分布贡献的宿主星系和IGM从国家的最先进的IllustrisTNG模拟。我们导出了$Ω_b=0.0490^{+0.0036}_{-0.0033}$（1 $σ$）的宇宙重子密度，精度为7.0%.这个数值与其他测量结果非常一致，例如宇宙微波背景和大爆炸核合成。我们的工作支持重子并没有消失，而是存在于IGM中。
2022-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
GARROTXA Cosmological Simulations of Milky Way-sized Galaxies: General Properties, Hot Gas Distribution, and Missing Baryons
我们介绍了一套新的模拟银河系大小的星系使用AMR代码ART +流体力学在$Λ$ CDM宇宙演化。模拟系列被命名为GARROTXA，并遵循从z~ $=$ ~60到z~ $=$ ~0的晕/星系的形成。系统的最终维里质量为$\sim$ 7.4 $\times$ 10 $^{11}$ M $_{\odot}$。我们的结果如下：（a）与许多以前的研究相反，圆速度曲线显示没有中心峰，总体上与最近的MW观测结果一致。(b)其他的物理量，如M $\_{*}$（6 $\times$ 10 $^{10}$ M $_\odot$）和R $_d$（2.56 kpc），都在观测的MW范围内。(c)我们从运动学上测量了圆盘与总圆盘的比值，发现D/T=0.42。(d)另一方面，z=0时的冷气体比例和恒星形成率（SFR）与银河系的估计值相差甚远。作为模拟系列的第一次科学开发，我们研究了热X射线发光气体的空间分布。我们已经发现，大多数的X射线发射气体是在晕状分布占一个重要的部分，但不是所有的失踪重子。大量的热气体也存在于灯丝中。在我们的所有模型中，没有一个大规模的盘状热气体分布主导的柱密度。我们的热气体模拟观测的分析表明，均匀性假设导致高估的总质量的因素3至5或低估的因素$0.7-0.1$，这取决于所使用的观测方法。最后，我们确认了星系系统的总热气体质量和暗物质晕质量之间存在明显的相关性。
2016-05-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Addressing the too big to fail problem with baryon physics and sterile neutrino dark matter
在$Λ$ CDM模型中对结构形成的N体暗物质模拟预测了星系晕中的一群次晕，这些次晕的中心密度比银河系卫星的中心密度要高，这种紧张局势被称为“太大而不能倒”问题。提出的解决方案包括重子效应、银河系晕的较小质量和温暖的暗物质。我们测试这三种可能性，使用半解析模型的星系形成银河系晕模拟卫星人口，其结果耦合到江和范登博世模型的subhalo剥离预测subhalo $V_\mathrm{max}$功能的10个最亮的卫星的光度函数。我们发现，选择最明亮的卫星（而不是最大的）和模拟气体的超新星在早期的驱逐增加了可能性产生观察到的银河系卫星$V_\mathrm{max}$功能。首选的晕质量是$6\times10^{11}M_{\odot}$，它有14%的概率拥有像银河系卫星那样的$V_\mathrm{max}$功能。对于$1.0\times10^{12}M_{\odot}$光环，该概率降低到8%，对于$1.4\times10^{12}M_{\odot}$光环，该概率降低到3%。我们的结论是银河系卫星$V_\mathrm{max}$功能是兼容的CDM宇宙学，如以前发现的Sawala等人。使用流体动力学模拟。无菌中微子-暖暗物质模型与观测结果的一致性更高，最大有35%的机会产生观测到的银河系卫星$V_\mathrm{max}$函数。然而，还需要做更多的工作来检查半解析剥离模型在无菌中微子宇宙学中是否正…
2017-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
First estimate of the local value of the baryonic streaming velocity
一些研究表明，重子和暗物质之间的相对流速（SV）对结构的形成有影响。这是第一次，我们限制了本地值的SV在银河系的形成。我们用半解析模型A-SLOTH模拟了类银河星系的形成过程。卡特彼勒模拟的暗物质合并树在质量和时间上的高分辨率使得能够精确地模拟高红移下最小祖晕中的恒星形成。A-SLOTH的高效半分析性质允许我们使用各种本地SV值运行许多模拟。我们对SV影响的研究表明，它延迟了高红移的恒星形成。然而，在红移z=0时，SV对银河系及其卫星的总恒星质量没有影响。我们发现，极端贫金属和超贫金属的恒星的SV的影响，因此可以用来限制其本地值。SV的局部最优值是$v_\mathrm{SV} =1.75^{+0.13}_{-0.28}\,σ_\mathrm{SV}$，它基于四个独立的可观测量。我们进一步发现，SV减少了明亮的银河系卫星的数量，但这种减少不足以解决卫星丢失的问题。
2023-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Feedback and the Energy Budget of Late-Type Galaxies: Missing Baryons and Core Creation
在$Λ$ CDM宇宙学中，星系形成是一个整体效率低下的过程：通常情况下，在星系盘中观察到的重子比从宇宙重子分数中预期的要少得多。这些“失踪重子”的位置尚不清楚。通过拟合晕配置文件的旋转曲线的星系在银河系的数据集，我们测量的“失踪重子”的质量为个别晚型系统。假设晕最初吸积宇宙学重子分数，我们表明，超新星的最大能量通常不足以完全从晕中喷出这些“失踪的重子”，但它往往足以加热到维里温度。从超新星中获得的能量与星系质量具有相同的标度，就像加热或喷射“失踪的重子”所需的能量一样，这表明反馈到ISM的耦合效率可能与星系维里质量保持不变。我们进一步发现，从超新星反馈可用的能量总是足以转换成一个核心的原始尖点，并具有与所需的加热“失踪重子”维里温度的大小一致。用${\rm 10^9<M_{vir}/M_{\odot}<10^{12}}$对星系的重子含量进行了普查，结果表明，星系周围的重子中的$\sim86\%$可能处于热相，可能在X射线中观测到，$\sim7\%$以冷气体的形式存在，而$\sim7\%$则存在于恒星中。
2018-08-02 astro-ph.GA
X-Ray Detection of the Galaxy's Missing Baryons in the Circum-Galactic Medium of L$^*$ Galaxies
本研究利用 L$^*$ 星系冷吸收体的 X 射线光谱，首次高显著性探测到 OVII 吸收，证实星系缺失重子隐藏在热星系周介质中，从而有望解决星系缺失重子问题。
2023-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Distant Echo of Milky Way Central Activity closes the Galaxy's Baryon Census
我们报告在银河系的星际和环银河系介质中存在大量的百万度气体。这种气体（1）渗透在银道面和晕中，（2）延伸到距离中心大于60-200 kpc的地方，（3）它的质量足以结束银河系的重子普查。此外，我们发现，一个巨大的，$\sim 6$千秒差距半径，球对称的中心区域的银河系以上和以下的0.16千秒差距厚的平面，已被清空的热气体或这种气体的密度在空腔内有一个特殊的配置文件，从中心增加到半径的$\sim 6$千秒差距，然后减少一个典型的晕密度配置文件。这一点，以及其他几个会聚的证据，表明目前距离银河系中心6千秒差距的空洞表面，追踪了我们超大质量黑洞强烈核活动时期的遥远回声，发生在大约6百万年前。
2016-07-14 astro-ph.GA
Shaken and Stirred: The Milky Way's Dark Substructures
嵌入较大暗物质晕内的低质量子结构的预测丰度和性质在不同的暗物质模型中有很大不同。由于太小而不能容纳星系本身，这些暗晕仍然可以通过引力透镜，或者通过银河系球状星团流和恒星盘的扰动来检测。在这里，我们使用Apostle宇宙学模拟来预测LCDM中质量为~ 10^12太阳质量的晕中质量为10^6.5-10^8.5太阳质量的亚晕的丰度以及空间和速度分布。虽然这些暗晕本身没有重子，但我们发现重子效应是重要的。相比相应的暗物质只模拟，重子从subhaloes的损失和更强的潮汐中断由于重子的存在附近的中心的主晕，减少subhaloes的数量约1/4至1/2，独立于subhalo质量，但越来越多的主机晕中心。我们还发现，subhaloes有非麦克斯韦轨道速度分布，与中央上升的速度各向异性和积极的速度偏差，减少了低速subhaloes的数量，特别是在晕中心附近。我们参数化的预测人口的subhaloes的质量，galactocentric距离，和速度。我们讨论了我们的研究结果的影响，探测暗物质子结构的前景和可能的推断暗物质的性质。
2016-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Milky Way Hot Baryons and their Peculiar Density Distribution: a Relic of Nuclear Activity
我们知道我们的银河系充满了稀薄、炽热、富含金属的气体。然而，关于它的起源，它所渗透的银河系的部分，它的总质量，以及它在调节银河系活动中可能发挥的任何作用，仍然有很多未知数。在ApJ目前出版的一封信中，我们表明这种热气体渗透到银河系的圆盘和一个大的球形体积中，以银河系核心为中心，并延伸到距离中心至少60-200 kpc的距离。这种气体显示出一种奇特的密度分布，在距离银河系中心约6千秒差距的地方达到峰值，很可能是6百万年前银河系中心超大质量黑洞强烈活动的见证。通过我们的研究，我们还能够将银河系的重子总质量更新为Mb =（0.8-4）x1 e11太阳质量，足以完成银河系的重子普查。
2016-07-28 astro-ph.GA
A Baryonic Solution to the Missing Satellites Problem
已经证明，包含重子物理可以改变低质量星系中心的暗物质密度，使中心暗物质的斜率比纯冷暗物质模拟中预测的更浅。这种暗物质轮廓的扁平化可以发生在银河系质量星系周围最明亮的暗晕中。Zolotov等人（2012）建议对只有暗物质的卫星的中心质量进行修正，以模拟（1）由于发光卫星中的超新星反馈而导致的暗物质尖点的平坦化，以及（2）由于重子盘的存在而增强的潮汐剥离。在本文中，我们应用这种校正的z=0 subhalo质量的高分辨率，暗物质-只有通过Lactea II（VL 2）模拟，并发现大量的subhalo的数量显着减少。在对VL 2晕采用恒星质量与晕质量的关系，并识别出（1）可能被剥离破坏的子晕和（2）可能被光加热抑制的恒星形成后，我们发现银河系质量星系周围的大质量发光卫星的数量与银河系或M31周围观测到的卫星数量一致。我们的结论是，重子过程有可能解决失踪的卫星问题。
2013-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Shapes of Milky-Way-Mass Galaxies with Self-Interacting Dark Matter
自相互作用暗物质（SIDM）模型提供了一种方法来调和观测和预测之间的不一致性，从碰撞冷暗物质（CDM）模型在矮星系尺度。为了将重子和SIDM相互作用的影响，我们研究了一套宇宙学重子模拟牛奶路（MW）质量星系的反馈在现实环境（FIRE-2）的项目，我们改变SIDM自相互作用截面$σ/m$。我们比较的形状的主要暗物质（DM）晕在红移$z=0$预测的SIDM模拟（在$σ/m=0.1$，$1$和$10$ cm $^2$ g $^{-1}$）与CDM模拟使用相同的初始条件。在存在重子反馈效应的情况下，我们发现SIDM模型并不像SIDM模型预测的那样对MW质量星系的内部结构产生很大的影响。然而，我们确实发现总质量分布的形状开始不同于恒星质量分布的半径依赖于$σ/m$。这种转变可能被用来限制MW中的SIDM横截面。
2022-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Baryons in the Milky Way Satellites
我们研究卫星星系的形成和演化，使用平滑粒子流体动力学（SPH）模拟的银河系（MW）类系统，专注于最好的解决的例子，类似于经典的MW卫星。与纯暗物质模拟相比，我们发现重子凝聚对卫星暗物质晕结构的影响相对较小。每个卫星中形成的恒星质量在三个分辨率水平上相对较好地一致（粒子质量的因子为~64），并且在一个独立的半分析模型中以类似的方式与（子）晕质量成比例。我们的模型提供了一个相对较好的匹配MW和M31的平均光度函数。为了确定我们的卫星的势阱是否是现实的，我们在观测确定的半光半径内测量它们的质量，发现最大质量的例子具有比从恒星运动学数据中导出的MW dSphs更高的质光比。一个统计检验得出的概率约为9%，模拟和观测得出的质量分布是一致的。我们的研究结果可能表明，MW晕的质量比我们的模拟中假设的要小（~1.4e12 M_sun），或者在固定的宿主晕质量下，卫星光度函数或质光比分布中存在大量的散射。或者，我们的模拟没有正确捕捉到的反馈过程可能降低了（子）晕的中心密度，或者子晕可能最初形成时的浓度较低，例如，如果暗物质是由温暖的粒子而不是冷粒子组成的话。
2011-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can HI 21 cm line trace the Missing Baryons in the Filamentary Structures?
从标准宇宙学中预测的重子中，有很大一部分在观测上已经消失了。虽然以前的数值模拟表明，大多数失踪的重子驻留在温暖的热星系际介质（WHIM）的形式的大尺度细丝，它通常是非常困难的，从这样一个弥漫的气体检测签名。在这项工作中，我们专注于中性氢（HI）的超精细跃迁称为21厘米线作为工具来跟踪WHIM。为此目的，我们首先构建的21厘米信号的地图，通过使用提供的数据的国家的最先进的宇宙流体动力学模拟项目，插图，其中详细的过程影响的动力学和热演化的WHIM实施。通过与SKA 1-mid（平方公里阵第一相中频仪）的21 cm信号图的比较，我们发现，如果假设角分辨率Δθ> 10 arcmin，观测时间t_obs > 100小时，SKA 1-mid可以探测到红移z=0.5-3的近红外结构的21 cm信号。然而，它也证明，信号主要来自星系居住在附属结构和WHIM的贡献太小，检测与SKA 1-mid。我们的结果表明，比SKA 1-mid高约10倍的灵敏度可能足以检测z=0.5-3的WHIM。
2017-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Peak star formation efficiency and no missing baryons in massive spirals
人们普遍认为，在整个哈勃时间内，星系使用与其暗物质晕相关的一小部分重子来形成恒星。这种所谓的低“恒星形成效率”$f_\star\equiv M_\star/f_{\rm b} M_{\rm halo}$，其中$f_{\rm b}\equivΩ_{\rm b}/Ω_{\rm c}$是宇宙学重子分数，预计将在接近$L^\ast$（效率为$\approx 20\%$）时达到峰值，并在较低和较高质量时急剧下降。我们已经测试了这一点，使用附近的恒星形成星系的样本，从矮星（$M_\star\simeq 10^7 M_\odot$）到高质量的螺旋（$M_\star\simeq 10^{11} M_\odot$）HI旋转曲线和3.6 $μ$ m测光。我们通过改变三个参数，恒星的质光比，晕浓度和质量，用贝叶斯方法拟合观测到的旋转曲线。我们发现了两个令人惊讶的结果：1）恒星形成效率是$M_\star$的单调递增函数，在高质量时没有下降的迹象，2）最大质量的螺旋（$M_\star\simeq 1-3 \times 10^{11} M_\odot$）具有$f_\star\approx 0.3-1$，即它们几乎将所有与它们的晕相关的重子变成恒星。这些结果意味着，在形成恒星时最有效的星系是大质量螺旋星系（而不是$L^\ast$星系），它们的效率接近100%，因此，一旦它们的冷气体和热气体都被考虑到重子预算中，…
2019-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Missing Massive Satellites of the Milky Way
最近的研究表明，在银河系最亮的12颗卫星中，只有3颗存在最大圆速度V_max超过30 km/s的暗物质晕。这与Aquarius项目的LCDM模拟结果明显矛盾，后者认为MW级的晕应该至少有8个亚晕，且V_max> 30 km/s。因此，在如此巨大的subhalos中没有发光卫星是令人困惑的，可能会对LCDM范式提出挑战。然而，我们注意到，大质量的暗晕的数量敏感地依赖于银河系的维里质量（知之甚少），而且它们的稀缺性使得从水瓶座这样的小型模拟集估计它们的丰度不确定。我们使用千年模拟系列和缩放的晕下速度函数的不变性（即，作为ν的函数的次晕数量，次晕V_max与主晕维里速度之比，V_200），以确保改进对稀有大质量子系统丰度的估计。在0.1<v <0.5的范围内，N_sub（> v）近似于关于<N_sub>=10.2x（v/0.15）^（-3.11）给出的平均值的泊松分布。这略低于宝瓶座晕，但与凤凰项目的最新结果一致。LCDM晕圈具有3个或更少的子晕圈且V_max高于某个阈值V_th的概率则可以直接计算。它随V_th的减小和晕质量的增大而急剧减小。当V_th= 30 km/s时，约40%的M_halo=10^12 M_sun晕通过了测试;当M_halo>= 2 × 10^12 M_sun时，通过测试的概率不到5%;当M_halo>= 3 × 10^12 M_su…
2012-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unveiling the corona of the Milky Way via ram-pressure stripping of dwarf satellites
在本星系群中，dSphs和dIrrs之间的空间分离一直被认为是它们与宿主星系相互作用的证据。在本文中，我们假设，冲压压力剥离是占主导地位的机制，去除气体的dSphs，我们用它来推导出一个较低的界限上的银河系的日冕的密度在大的距离（50-90千秒差距）从银河系中心。同时，我们通过要求dSphs的星际介质与热日冕处于压力平衡来导出一个上限。我们考虑两个矮星（六分仪和船底座）具有明确的轨道和恒星形成的历史。我们的方法引入了几个新的功能：我们使用测量的恒星形成历史的矮星，以获得他们最后失去气体的时间，和（通过修改版本的肯尼卡特-施密特关系）他们的内部气体密度在那个时候，我们使用了一个大的二维流体动力学模拟模型的气体剥离，我们包括超新星反馈绑定到气体含量。尽管有非常不同的轨道和恒星形成的历史，我们发现的两个dSphs的结果是非常一致的。我们得到了银河系日冕在50-90 kpc的平均粒子密度在1.3-3.6 × 10^{-4} cm^{-3}范围内。包括X射线发射极限和脉冲星色散测量的额外约束，我们外推银河系的日冕密度分布，我们估计的重子的分数，可以存在于银河系的维里半径。对于等温日冕（T=1.8 × 10^6 K），这是很小的，只有普适重子分数的10- 20%。只有一个热的（T=3 10^6 K）和绝热的日冕才能包含银河系所有缺失的重子。银河系的模型必须解释为什么它的日冕处于热的绝热热状态，…
2013-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
EAGLE-Auriga: effects of different subgrid models on the baryon cycle around Milky Way-mass galaxies
现代流体动力学模拟再现了真实宇宙的许多性质。这些模拟对各种物理过程进行建模，但由于分辨率的限制，其中许多都是使用“次网格模型”进行的。虽然不同的次网格模型已经成功地模拟了超新星（SNe）反馈对星系性质的影响，但仍然不清楚这些不同的实现方式是否以及在多大程度上影响了可观测的晕气体性质。在这项工作中，我们使用“放大”宇宙学初始条件的两个卷选择类似的本地集团（LG）演变的御夫座和鹰星系形成模型。虽然两个模拟中的次网格物理模型再现了$L^\star$星系的真实恒星成分，但它们表现出不同的气体性质。也就是说，御夫座预言银河系（MW）几乎是重子封闭的，而鹰则认为只有一半的重子存在于晕内。此外，EAGLE预言这种重子缺陷延伸到LG，（$r \leq 1 \mathrm{~Mpc}$）。EAGLE中的重子缺陷可能是由于在高红移时的SNe反馈，这会产生具有高覆盖分数和径向速度的晕宽外流，这两者都会喷射重子并显着阻碍宇宙气体吸积。相反，在御夫座，气体吸积几乎不受反馈的影响。这些差异似乎是从SNe到气体的不同能量注入方法的结果。我们的结果表明，类星体吸收线和快速射电暴色散措施可以约束这两个制度与未来的观测。
2021-06-16 astro-ph.GA
Detection of the Missing Baryons toward the Sightline of H1821+643
基于大爆炸核合成和宇宙微波背景的约束，高红移宇宙的重子含量可以精确确定。然而，在低红移，大约三分之一的重子仍然下落不明，这就造成了长期存在的重子失踪问题。失踪的重子被认为存在于以温热星系际介质（WHIM）形式存在的大尺度细丝中。在这项工作中，我们采用了一种新的堆叠方法来探索WHIM的热相。具体来说，我们利用470千克拉钱德拉LETG数据的发光类星体，H1821+643，随着以前的测量紫外线吸收线系统和光谱红移测量星系对类星体的视线。我们重复地蓝移和叠加类星体的X射线光谱，对应于17个吸收线系统的红移。因此，我们获得了堆叠光谱与$8.0$ Ms总曝光，这使我们能够探测X射线吸收线具有无与伦比的灵敏度。基于堆叠的数据，我们检测到OVII吸收线，其表现出高斯线轮廓并且在$3.3 σ$水平上具有统计学显著性。由于紫外线吸收线系统的红移是已知的先验，这是第一个明确的检测X射线吸收线起源于WHIM。OVII线的等效宽度为$(4.1\pm1.3) \ \mathrm{mÅ}$，其对应于$(1.4\pm0.4)\times10^{15} \ \mathrm{cm^{-2}}$的OVII柱密度。我们将吸收气体约束为对于单个WHIM灯丝具有$n_{\rm H} = (1-2)\times10^{-6} \ \rm{cm^{-3}}$的密度。我们推导出$Ω_{\rm b} \rm(O\,VII) = (…
2018-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
NIHAO VII: Predictions for the galactic baryon budget in dwarf to Milky Way mass haloes
我们使用NIHAO星系形成模拟作出预测的重子预算在当今的星系范围从矮到银河系的质量。该样本由88个独立的高分辨率宇宙学放大模拟组成。NIHAO星系再现了观测星系的关键性质，如恒星质量与晕质量和冷气体与恒星质量的关系。因此，他们对重子预算做出了合理的预测。我们给出了在维里半径$R_{200}$内恒星、冷气体（$T<10^4$ K）、冷气体（$10^4 < T < 10^5$ K）、温热气体（$10^5 < T < 5\times10^6$ K）和热气体（T $> 5\times10^6$ K）的质量分数。与用暗晕质量和普适重子分数$f_{\rm b}\equiv Ω_{\rm b}/Ω_{\rm m}=0.15$预测的重子质量相比，我们发现所有的暗晕都缺少重子。丢失的质量已被重新定位超过2维里半径，冷气体占主导地位的日冕在低质量（M $_{200} < 3 \times 10^{11} M_\odot$），而温暖的热气体占主导地位的高质量（M $_{200} > 3 \times 10^{11} M_\odot$）。质量为$\sim 10^{10} M_\odot$的晕缺少重子的$\sim 90\%$。更大质量的晕（$\sim 10^{12} M_\odot$）保留了更高比例的重子，$\sim 30\%$缺失，与最近的观测估计一致。此外，这些质量更大的晕再现了所观察到的冷、温热和热气…
2017-01-12 astro-ph.GA
On the Hot Gas Content of the Milky Way Halo
银河系似乎缺少重子，因为观测到的恒星和气体的质量远低于宇宙平均值。一种可能性是，银河系的重子中有相当一部分嵌入在一个延伸的百万度热晕中，这一想法得到了对晕中温暖气体云和无气体矮球状卫星的观测的间接支持。X射线观测已经证实，在我们的银河系中，除了局部的热气泡之外，还存在着热气体;然而，它可能分布在一个热的磁盘配置中。此外，最近对X射线约束的研究表明，任何银河系日冕都是微不足道的。在这里，我们重新检查了观测数据，特别是在X射线和无线电波段，以确定是否有可能在~ 10^6 K气体中存在银河系的重子的相当大的一部分。与过去的研究一致，我们发现，重子封闭的晕显然是排除了，如果一个假设，热日冕分布与尖NFW配置文件。然而，如果星系的热日冕是在一个扩展的，低密度的分布，有一个大的中央核心，就像在流体静力平衡的绝热气体所预期的那样，那么它可能包含高达10^11 M_sun的物质，可能解释了所有丢失的银河系重子。我们简要地讨论了一些潜在的途径来区分一个大规模的，扩展的热晕和一个本地的热盘。
2012-11-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Observations of the MIssing Baryons in the warm-hot intergalactic medium
几十年来，人们已经知道，在局部宇宙中观测到的重子数量比大爆炸核合成预测的重子总数少了30-40%，这是从宇宙微波背景的密度波动中推断出来的，在宇宙的前20 - 30亿年中，在所谓的莱曼α森林中观察到。这个悖论的一个理论解决方案是将失踪的重子定位在星系之间的热而稀薄的星系际气体中，称为温暖的星系际介质。然而，在那里很难检测到它们，因为这种气体的最大成分-氢-大部分被电离，因此在远紫外光谱中几乎不可见，具有典型的信噪比。事实上，尽管进行了大量的观测工作，但迄今为止，只有少数几个边缘的探测结果。本文报道了在红移>0.4的类星体的高信噪比X射线谱中观测到两个高电离氧（OVII）吸收体。这些吸收体在2年的时间尺度上没有变化，也没有相关的冷吸收，使得它们来自类星体的内在外流或宿主星系的星际介质的假设变得不可信。OVII系统位于以大（与平均值相比为x4）星系过密度及其数量（下降到我们数据的敏感阈值）为特征的区域，与长期寻求的温热星系际介质（WHIM）的数值模拟预测一致。我们的结论是，失踪的重子已经找到。
2018-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Acceleration Relations in the Milky Way as Differentiators of Modified Gravity Theories
星系的动力学质量与重子产生的牛顿加速度之间存在着强关联。这种关系被称为“质量-离散加速度关系”（MDAR）。进一步的研究揭示了一个更紧密的关系--“径向加速度关系”（RAR）--在观测到的总加速度和重子产生的（牛顿）加速度之间。到目前为止，修正的引力理论仍然比$Λ$ CDM更成功地解释了这些关系。然而，最近的一项研究指出，当RAR被表示为观测到的加速度和预期的重子牛顿加速度之间的差异（这被称为“晕加速关系或HAR”）时，它为修正的引力理论和暗物质假设提供了更强的检验。扩展我们以前的工作\citep{kt2018}，我们提出了一个案例研究的修改后的重力理论，特别是外尔共形重力和修改后的牛顿动力学（MOND），使用最近推断的银河系加速度数据。我们调查如何以及这些理论的引力和RAR标度律可以解释目前的观察。
2020-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The importance of preventive feedback: inference from observations of the stellar masses and metallicities of Milky Way dwarf galaxies
矮星系由于强烈的反馈而具有非常低的恒星形成效率。以银河系矮星系为实验室，探索一个灵活的半解析星系形成模型，以了解反馈过程如何塑造银河系卫星星系。使用马尔可夫链蒙特卡罗，我们详尽地搜索了一个大的参数空间的模型和严格的强流出作为主要的反馈机制的一般智慧不能同时解释恒星的质量函数和银河系卫星的质量-金属丰度关系。一个扩展的模型，假设一小部分重子被阻止坍缩成低质量的晕摆在首位，可以准确地限制，同时重现这些观察。这一推论表明，需要两种不同的物理机制来解释这两个不同的数据集。特别是，温和的流出弱晕质量依赖需要解释的质量-金属丰度的关系，并防止重子落入浅引力势的低质量晕（如“预热”）需要解释低恒星质量分数为一个给定的subhalo质量。
2017-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The DREAMS Project: Disentangling the Impact of Halo-to-Halo Variance and Baryonic Feedback on Milky Way Dark Matter Speed Distributions
Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（西蒙斯平铺研究所）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；The NSF-Simons AI Institute for Cosmic Origins（NSF-Simons宇宙起源人工智能研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Rutgers, the State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）
DREAMS项目通过模拟揭示银河系暗物质速度分布的不确定性主要由晕间方差主导，并应用于XENON1T实验验证天体物理不确定性与实验结果相当。
2025-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
On the baryon budget in the X-ray-emitting circumgalactic medium of Milky Way-mass galaxies
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)（马克斯·普朗克地外物理研究所）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；Como Lake Center for Astrophysics (CLAP), DiSAT, Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学DiSAT科莫湖天体物理学中心）；Department of Astronomy, Tsinghua University（清华大学天文系）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；Department of Astronomy, University of Michigan（密歇根大学天文系）；Department of Astronomy, Xiamen University（厦门大学天文系）
研究通过分析SRG/eROSITA观测数据，评估了银河系质量星系X射线发射circumgalactic medium的baryon质量估计中的关键不确定性来源。
2025-11-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection of missing baryons in galaxy groups with kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
利用{ \it Planck}宇宙微波背景图和已知位置、晕质量和特殊速度的$40,000$星系系统的叠加，我们提出了从星系群中探测动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（kSZE）信号作为晕质量到$\log (M_{500}/{\rm M_\odot}) \sim 12.3$的函数。来自不同质量的组的信号被同时约束，以照顾附近晕的投影效应。总kSZE通量内晕估计意味着，气体部分的晕是关于普遍重子分数，即使在低质量的晕，表明“失踪重子”found. Various测试进行表明，我们的结果是强大的对系统的影响，如污染的红外/无线电源和背景变化，光束大小的影响和贡献晕exiors。结合热Sunyaev-Zel'dovich效应，我们的结果表明，与星系群相关的“失踪重子”包含在温度介于$10^5$和$10^6\,{\rm K}$之间的温热介质中。
2020-01-04 astro-ph.GA
The odd primordial halo of the Milky Way implied by Gaia. A shallow core, but a steep decline
Nanjing University（南京大学）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Leibniz-Institute for Astrophysics（莱布尼茨天体物理研究所）；Observatoire de Paris, Universit´e PSL, CNRS（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；University of Arizona（亚利桑那大学）
通过Gaia数据发现银河系原始暗物质晕的异常特征，其浓度和质量与预测差异显著，密度分布不符合冷暗物质理论。
2025-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing baryonic processes and gastrophysics in the formation of the Milky Way dwarf satellites: I. metallicity distribution properties
本文研究了类MW主星系周围矮卫星星的化学性质，探讨了超新星反馈、宇宙再电离和H $_2$冷却等重子过程对它们的可能影响，以及当前和未来的观测对这些过程的制约。我们用半解析模型生成类MW星系，用基准模型再现类MW矮星的光度函数和恒星金属丰度-恒星质量关联。利用模拟的类MW星系，我们重点研究了它们的矮星的三个金属丰度性质：矮星群体的恒星金属丰度-恒星质量相关，以及单个矮星中恒星金属丰度分布的贫金属和富金属尾。结果表明：（1）恒星金属丰度-质量关联的斜率对SN反馈强度和再电离时期敏感，（2）富金属尾的延伸主要对SN反馈强度敏感，（3）贫金属尾的延伸主要对再电离时期敏感，（4）富金属尾的延伸主要对SN反馈强度敏感，（5）贫金属尾的延伸主要对再电离时期敏感。（4）三种化学性质对H $_2$冷却过程均不敏感;和（5）我们的模型结果与当前恒星金属丰度观测斜率的比较--恒星质量关系表明，局部宇宙的再电离早于宇宙平均值，局部源可能对局部区域的再电离有重要贡献，并且中等到强的SN反馈强度是优选的。未来对恒星金属丰度分布的富金属和贫金属尾部的观测将进一步限制SN反馈和再电离过程。
2014-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
$γ$-ray and $ν$ searches for dark matter subhalos in the Milky Way with a baryonic potential
我们银河系中暗物质（DM）暗晕的分布仍然存在争议，导致不同的$γ$ -射线和$ν$通量预测从它们的湮灭或衰变。在这项工作中，我们研究如何，在银河系内部，从银河重子潜在的subhalo潮汐中断影响这些信号。基于国家的最先进的模拟这种效果的数值模拟和半解析结果，更新subhalo空间分布的推导和包括在CLUMPY代码。后者用于产生$γ$射线和$ν$天空的一千种实现。与仅基于DM的预测相比，我们得出结论，最亮的subhalo的通量减少了2至7倍，用于湮灭DM，并且对衰减DM没有影响：发现前景或限制subhalos可以设置在DM候选人上受到相同因素的影响。这项研究还提供了概率密度函数的距离，质量和角分布的最明亮的subhalo，其中的质量可能暗示其性质：它是最有可能的矮球状星系的情况下，从重子势的强潮汐效应，而它是轻的，可能是一个黑暗的晕DM只有或不太明显的潮汐效应。
2019-05-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Boötes IV: A New Milky Way Satellite Discovered in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and Implications for the Missing Satellite Problem
我们报告了一个新的银河系（MW）卫星在牧夫座的基础上，从正在进行的超级超级凸轮（HSC）斯巴鲁战略计划（SSP）的数据发现。这颗名为牧夫座IV的卫星是我们在HSC-SSP中发现的第三颗超暗矮星。我们已经确定了一个统计上显着的（32.3 $σ$）过密的恒星具有金属贫乏，老恒星人口的特点。牧夫座IV的半光半径为$D_{\odot}=209^{+20}_{-18}$ pc，椭圆率为$M_V=-4.53^{+0.23}_{-0.21}$，这清楚地表明这是一个矮卫星星系。我们还发现了另一个高密度，似乎是一个暗淡的球状星团，$M_V=-0.20^{+0.59}_{-0.83}$等和$r_h=5.9^{+1.5}_{-1.3}$ pc位于$D_{\odot}=46^{+4}_{-4}$ kpc。采用Newton等人（2018年）最近对MW大小光环中卫星总数的预测，将SDSS和DES观测到的卫星特征与$Λ$ CDM模型中获得的subhalos相结合，我们估计HSC-SSP覆盖的$\sim676$ deg $^2$中的$M_V\le0$应该有大约两颗MW卫星，而该区域包括六颗卫星。因此，观测到的卫星数量大于理论预测。从表面上看，我们有一个卫星太多的问题，而不是众所周知的失踪卫星问题，即$Λ$ CDM理论高估了一个MW大小的光环中的卫星数量。这可能意味着，模型需要更多的改进，如考虑到目前更深的调查发现…
2019-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Dark Matter Profiles in the Milky Way
我们利用观测到的100 kpc的自转曲线数据研究了银河系的暗物质分布。银河系的重子物质被分为球，盘和气体组件，每个组件是使用各种可能的质量配置文件在文献中建模。七个球廓形、四个盘廓形和两个气体廓形的任意组合产生了五十六个重子模型。将这些重子模型与四种暗物质剖面（Burkert剖面、核修正剖面、伪等温剖面和NFW剖面）中的一种相结合，拟合观测到的转动曲线数据。结果表明，在一般情况下，NFW轮廓拟合数据比Burkert轮廓，而核心修改的轮廓和伪等温轮廓基本上被排除。最佳拟合的NFW模型的标度长度为$r_0=8.1\pm 0.7$ kpc，对应的暗物质局域密度为$ρ_{\rm dm}(R=R_\odot)=0.51\pm0.09~{\rm GeV}/{\rm cm}^3$。
2019-06-20 astro-ph.GA
The Cen A galaxy group: dynamical mass and missing baryons
附近的椭圆星系Cen A被一个具有相干运动的矮卫星星系扁平系统所包围。使用一种新的贝叶斯方法，我们测量的平均旋转速度$v_{\rm rot}$和速度分散$σ_{\rm int}$的卫星系统。我们发现$v_{\rm rot}/σ_{\rm int} \simeq 0.7$表明，卫星系统具有不可忽略的旋转支持。利用Jeans方程，我们测得$^{-1}$的圆周速度为258 km/s，动力学质量为$1.2\times 10^{13}$ M $_\odot$，在800 kpc以内.在$Λ$ CDM宇宙学背景下，我们发现Cen A群有一个重子分数$M_{\rm b}/M_{200}\simeq0.035$，并且缺少宇宙学上可用的重子的$\sim$ 77 $\%$.因此，Cen A应该有一个热的星系际介质，质量为$\sim$ 8 $\times$ 10 $^{11}$ M $_\odot$，比目前X射线估计的大$\sim$ 20倍。有趣的是，整个Cen A群位于由单个旋转支撑星系定义的重子Tully-Fisher关系上，正如Milgromian动力学（MOND）所预期的那样，不需要丢失重子。
2021-12-05 astro-ph.GA
Around The Way: Testing $Λ$CDM with Milky Way Stellar Stream Constraints
最近对银河系5和GD-1潮汐流的分析表明，银河系内部的暗物质晕接近于球形，与宇宙结构形成的无碰撞N体模拟的预测相矛盾。我们使用厄里斯模拟测试相结合的耗散物理和层次结构的形成是否可以产生银河系般的星系，其暗物质晕匹配的潮汐流约束GD-1和GD-5集群。我们使用模拟的厄里斯星系的动力学模型来产生GD-1和1955潮汐流的许多实现，边缘化的集群银河系中心的位置和速度的观测不确定性，并与观测约束比较。我们发现，重子和暗物质贡献的厄里斯的总密度和潜力满足现有的银河系恒星流数据的约束，因为重子都轮和重新分配的暗物质在星系的耗散形成，并提供一个集中的质量分布，轮内部潜力。厄里斯暗物质晕或球形Navarro-Frenk-White暗物质在模拟流数据时工作得很好。相比之下，等效的暗物质-只有ErisDark模拟产生一个长晕，不能再现所观察到的流数据。正在进行的盖亚任务将提供决定性的测试之间的一致性$Λ$ CDM和银河系流，并应区分像厄里斯和更多的球形晕模型。
2018-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Profiles of cosmic filaments since z=4.0 in cosmological hydrodynamical simulation
很大一部分低红移的重子仍然没有被探测到。大多数失踪的重子被认为存在于大尺度的宇宙细丝中。了解暗条中重子的分布对于寻找失踪的重子是至关重要的。我们在宇宙流体动力学模拟中研究了自$z=4.0$以来的宇宙细丝的性质，着重于垂直于细丝棘的密度和温度分布。我们的定量评估证实了$z=2$后粗而突出的细丝的快速生长。我们发现，自$z=4.0$以来，纤维的局部线密度与纤维的局部直径存在相关性。在不同宽度的暗条中，暗物质和重子气体的平均密度分布都具有自相似性，可以用等温单β模型描述。典型气体温度随丝宽的增加而增加，对于宽度为$D_{fil} \gtrsim 4.0 \rm{Mpc}$的丝，典型气体温度高于$10^6$ K，这将是利用热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应寻找丢失重子的最佳目标.在含有$D_{fil} \gtrsim 4.0 \rm{Mpc}$的暗条中，从边界到内核区域的温度显著升高，这可能是由于吸积激波的加热，而含有$D_{fil}< 4.0 \rm{Mpc}$的暗条中的温度升高平缓。
2021-07-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The DREAMS Project: Disentangling the Impact of Halo-to-Halo Variance and Baryonic Feedback on Milky Way Dark Matter Density Profiles
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；CERN（欧洲核子研究组织）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究通过DREAMS项目模拟的1024个银河系质量暗物质晕，探讨恒星反馈和星系间方差对暗物质密度剖面的影响，发现大部分变化源于超新星反馈参数的变化，且暗物质剖面与恒星反馈模式相关。
2026-04-07 astro-ph.GA
Baryon-driven decontraction in Milky Way mass haloes
我们从EAGLE模拟的高分辨率版本中选取了一个银河系质量晕样本，研究了它们内部的暗物质（DM）含量以及重子是如何改变它们的含量的。与以往的研究一样，我们发现所有的质量晕中心的质量都比它们的DMO（dark matter）大，这是由于在银河系的聚集过程中重子的耗散坍缩。然而，我们确定了两个过程，可以减少星系演化过程中的中央晕质量。首先，活动星系核反馈引起的气体爆发会导致中心DM质量的显著减少。其次，恒星棒的形成及其与DM的相互作用可以引起晕的长期膨胀; DM通过这个过程从中心区域疏散的速率与平均棒强度有关，并且它作用的时间尺度决定了晕有多少去膨胀。虽然我们所研究的晕的内部区域仍然比$z = 0$上的DMO对应物更大，但它们的质量明显小于过去，也小于经典绝热收缩模型的预期质量。由于MW中心同时有一个超大质量黑洞和一个棒，它的晕收缩的程度是不确定的。这可能会影响直接和间接DM检测实验中MW晕的质量和预期信号的估计。
2022-02-01 astro-ph.GA
The DREAMS Project: Disentangling the Impact of Halo-to-Halo Variance and Baryonic Feedback on Milky Way Satellite Galaxies
Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（西蒙斯平铺研究所）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Rutgers, the State University of New Jersey（罗格斯，新泽西州立大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Northwestern University（西北大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Yale University（耶鲁大学）；University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Washington（华盛顿大学）
DREAMS项目研究了暗物质晕间方差和恒星反馈对银河卫星星系的影响，发现恒星反馈中的超新星风能对卫星性质有显著影响，而恒星反馈建模的不确定性影响较小。
2025-12-01 astro-ph.GA
The Milky Way's Missing In-Situ Halo
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Lund University（隆德大学）；Carleton College（卡尔顿学院）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；City University of New York（纽约市立大学）
通过比较银河系与FIRE-2和Auriga模拟中24个星系的光晕密度轮廓，发现模拟星系在15 kpc内的轮廓比银河系更陡，且轮廓断裂罕见，表明银河系原位晕缺失，可能源于测量偏差或模拟中早期球状恒星形成过度。
2026-11-03 astro-ph.GA
Missing baryons traced by the galaxy luminosity density in the large-scale WHIM filaments
我们提出了一个新的方法来解决失踪重子问题。基于普遍的假设，即失踪的重子是在温暖的热星系际介质（WHIM）的形式，我们进一步假设在这里，星系光度密度可以作为一个示踪剂的WHIM。后一种假设得到了我们在Cui等人（2012）的流体动力学模拟中发现的WHIM密度和星系光度密度之间的显着相关性的支持。我们进一步发现，在WHIM阶段的气体质量的分数是实质上（由$\sim$ 1.6的一个因素）更高的大尺度银河丝，即$\sim$ 70\%，相比之下，在整个模拟体积的平均值$\sim$ 0.1\，Gpc $^3$。WHIM超密度与星系暗条内星系光度超密度之间的关系符合线性关系：$δ_{\rm whim}\,=\,0.7\,\pm\,0.1\,\times\,δ_\mathrm{LD}^{0.9 \pm 0.2}$。我们将我们的程序应用于blazar H2356-309的视线，并在雕塑家墙的对应中找到了WHIM的证据（z $\sim$ 0.03且$\log{N_H}$ = $19.9^{+0.1}_{-0.3}$）和双鱼座-鲸鱼座超星系团（z $\sim$ 0.06且$\log{N_H}$ = $19.7^{+0.2}_{-0.3}$），与Fang等人（2010）和Zappacosta等人（2010）确定和研究的X射线吸收体的红移和柱密度一致。这一协议表明，星系光度密度和银河丝是可靠的路标WHIM和…
2015-08-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing MOdified Gravity (MOG) theory and dark matter model in Milky Way using the local observables
在本文中，我们研究了另一个替代暗物质的理论--修正引力理论（MOG），通过测试它在垂直和横向上用重子物质描述银河系局域动力学的能力。MOG的目的是解释星系和星系团的动力学，而不需要暗物质。我们使用本地观测数据，如垂直色散，旋转曲线，面密度和数密度的恒星在银河系中，获得的MOG和MW的重子分量的参数，通过实施贝叶斯方法的参数估计的基础上的马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们比较我们的结果与MW的暗物质模型。MOG和CDM两种模型都能很好地描述本地MW内恒星的自转曲线和垂直动力学。在该分析中，MOG自由参数的最佳值为$α= 8.99 \pm 0.02 $和$μ=0.054\pm 0.005$ kpc $^{-1}$。同时，我们还得到了广义gNFW模型在暗物质模型中的参数。我们从MOG得到的最佳隆起质量值是$(1.06 \pm 0.26)\times10^{10}\rm M_{\odot}$，这与从微透镜观测得到的估计一致。
2020-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Satellite galaxies in hydrodynamical simulations of Milky Way sized galaxies
CDM宇宙学的无碰撞模拟预测，在银河系大小的星系的晕中有过多的暗物质子结构，但已知的发光卫星星系的数量要少得多，这种差异被称为“卫星失踪问题”。最大质量的子结构被证明是最明亮的卫星的宿主，但仍然不清楚是什么过程阻止了许多其他纯粹黑暗的子结构中的恒星形成。我们使用高分辨率的流体动力学模拟银河系大小的星系的形成，以测试如何以及这种自洽模型的结构形成相匹配的银河系的卫星人口的观测特性。这是第一次，我们在这样的计算中包括超新星注入恒星形成气体的宇宙射线的反馈，以及在银河系中心及其祖先系统生长的超大质量黑洞的能量输入。我们发现，非热粒子的人口相当强烈地抑制最小的星系的恒星形成效率。事实上，我们的宇宙线模型能够再现观测到的卫星光度函数的模糊端，而只包括宇宙再电离或银河风影响的模型则要差得多。我们模拟的卫星群近似匹配卫星上的可用运动学数据及其观测到的空间分布。我们的结论是，一个适当的解决失踪的卫星问题可能需要包括非标准物理调节恒星形成的最小的晕，宇宙再电离可能是不够的。
2010-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revisiting the missing mass problem in MOND for nearby galaxy clusters
Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik (HISKP), Universität Bonn（波恩大学亥姆霍兹辐射与核物理研究所）；Department of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院物理系）；Charles University in Prague, Faculty of Mathematics and Physics, Astronomical Institute（布拉格查理大学数学物理学院天文研究所）
研究通过整合银河系-wide初始质量函数理论，重新评估邻近星系团的恒星和残余质量，发现恒星、残余和ICM质量占MOND动态质量的88%以上，缓解了MOND框架下的缺失质量问题。
2026-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Missing Satellite Problem Outside of the Local Group. II. Statistical Properties of Satellites of Milky Way-like Galaxies
我们提出了一个新的观测卫星星系周围的七个银河系（MW）的星系位于本星系群（LG）以外的斯巴鲁/超Suprime-Cam成像数据，以统计解决失踪的卫星问题。我们选择卫星星系候选人使用的星等，表面亮度，Sérsic指数，轴比，半高全宽，表面亮度波动削减，其次是视觉筛选的假阳性，如明亮的恒星的光学鬼。我们在9个宿主星系的维里半径范围内确定了51个安全的矮卫星星系，其中两个来自论文I中提出的试点观测。我们发现，卫星星系的平均光度函数是一致的MW卫星，虽然每个主星系的光度函数的变化显着。我们观察到一个迹象，即更大的主机往往有更多的卫星。卫星的物理性质，如大小-光度关系也与MW卫星一致。然而，空间分布是不同的，我们发现，卫星星系外的LG没有显示出浓度或对齐的迹象，而MW卫星更集中的主机周围，并表现出显着的对齐。由于我们关注的是具有$M_V<-10$的相对较大的卫星，因此我们并不认为观测的不完整性是造成这种情况的原因。这种趋势可能代表了MW卫星的一个特点，需要进一步的工作来了解其起源。
2022-07-25 astro-ph.GA
On the Structure of Hot Gas in Halos: Implications for the Lx-Tx Relation & Missing Baryons
我们提出了一维模型的热气体在暗物质晕，既预测冷核心的存在，并解释其结构。我们的模型直接适用于半解析模型（SAM）的星系形成。我们以前曾论证过，当热不稳定时间尺度与自由下落时间$t_{TI}/t_{ff}$之比低于5-10时，冷（~10^4 K）气体细丝在流体静力学和热平衡状态下从团内介质（ICM）中凝结出来。该标准对应于ICM密度的上限，并激发了一个模型，其中密度核在$t_{TI}/t_{ff} \lesssim 10$的任何地方形成。与观测结果和数值模拟结果一致，该模型预测了质量较低的晕的核心更大、更纤细--虽然星系团的核心密度可能高达~ 0.1 cm^{-3}，但星系晕的核心密度不应超过~ 10^{-4} cm^{-3}。如果我们把中心星系对引力势的贡献包括在内，我们也可以解释较小质量晕（星系“日冕”）中的大密度。我们的模型产生一个有利的匹配观测X射线光度-温度（Lx-Tx）的关系。对于晕质量$\lesssim 10^{13}$ Msun，核尺寸接近维里半径。因此，在这样的晕中的大多数重子不可能在热的ICM中，而是以恒星的形式或以超过维里半径的热气体的形式存在。由于ICM中的质量较小，而恒星形成的质量大得多，低质量晕（$\lesssim 10^{13}$ Msun）中的大多数重子可以由于超新星反馈而被驱逐到维里半径之外。这可以解释重子在低质量晕中“消失”的原因，例如星系晕。
2012-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Distribution of Dark Matter in the Milky Way's Disk
本文分析了耗散重子物理学对太阳位置上局部暗物质（DM）分布的影响，并强调了直接探测实验的后果。我们的工作是基于对银河系晕的两个宇宙学模拟的比较分析：厄里斯，一个完整的流体动力学模拟，和ErisDark，它的DM唯一的实现。我们发现，两个不同的过程导致在厄里斯到一个30%的增强DM在磁盘平面在太阳的位置：吸积和破坏的卫星导致DM组件与净角动量和收缩的重子拉DM到磁盘平面，而不迫使它共同旋转。由于银河系质量的暗晕的合并历史特别静止，厄里斯星的同向旋转暗盘的质量比以前的工作所建议的要小，只贡献了当地DM密度的9%。Eris中的速度分布与其仅使用DM的孪生模拟ErisDark相比被拓宽并转移到更高的速度。在高速下，$f(v)$在Eris中的下降比在ErisDark或SHM中更陡，缓解了CDMS-II和XENON 100实验最近结果之间的紧张关系。$f(v)$的非麦克斯韦方面仍然存在，但在Eris中比在仅DM运行中更不明显。弱暗盘在低反冲能量下仅使时间平均散射率增加百分之几。然而，在高速尾部，由于重子收缩导致的典型速度的增加与ErisDark相比导致了强烈增强的平均散射率，尽管与SHM相比它们仍然被抑制。关于年度调制的幅度，可以看到类似的趋势，而调制部分与SHM相比增加，与ErisDark相比减少。
2014-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
