Substructure in redMaPPer clusters and its impact on X-ray morphology and scaling relations
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔理工学院）；LPSC-IN2P3（格勒诺布尔粒子与核物理实验室）；Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP（圣保罗大学天文、地球物理和大气科学研究所）
研究通过分析红MaPPer星系团的子结构，探讨其对X射线形态和缩放关系的影响，发现子结构在约40%的团块中普遍存在，并影响Lx-λ关系的散射。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
New Constraints on the Complex Mass Substructure in Abell 1689 from Gravitational Flexion
在最近的出版物中，发现弯曲孔径质量统计提供了一个强大而有效的方法，通过该方法可以映射星系团的子结构。此外，我们建议，结构的质量和质量剖面可以使用这种方法进行约束。在本文中，我们应用屈曲孔质量技术的HST ACS图像的阿贝尔1689。我们表明，屈曲孔质量统计是敏感的小规模的结构在集群的中心区域。虽然中央潜力是不受我们的方法，主要是由于缺少数据在中央0.5 $^\prime$的集群，我们能够把约束的群众和质量配置文件的突出子结构。我们确定了4个单独的质量峰，并在每种情况下使用峰值孔径质量信号和零信号半径来约束这些子结构的质量和质量分布。三个最大的峰表现出复杂的小尺度结构，由屈曲孔质量统计表示的质量表明，这三个峰代表了群集（$\sim 7\times 10^{14}h^{-1}M_\odot$）的主要子结构成分。它们的复杂结构表明，集群-远非放松-最近可能发生了合并。较小的次峰与星系团内的一组星系重合，质量为$\sim 1\times10^{14}h^{-1}M_\odot$。这些结果是在良好的协议与以前的子结构研究这个集群。
2010-12-07 astro-ph.CO
Statistics and implications of substructure detected in a representative sample of X-ray clusters
我们提出了一个形态学研究的35个X射线发光星系团在0.15<z<0.3，以类似的方式选择本地集群子结构调查（LoCuSS），其中深XMM牛顿观测。我们通过测量每个团簇的功率比和质心位移来表征每个团簇的X射线表面亮度分布的结构，从而根据子结构的程度对团簇进行排序。这些互补的探针给出了一致的描述与一些很好理解的例外的集群形态。我们发现一个显着紧密的相关性，定期的形态与发生的冷核心的集群。我们还比较了我们的X射线形态测量的光度差距统计和椭圆率的最亮的星系团（BCG）。我们检查了我们的新的X射线形态分析如何映射到簇标度关系，发现（i）具有相对未受干扰的X射线形态的簇在固定的X射线温度下比具有干扰形态的簇平均更亮，并且（ii）在M-T关系中，对于给定的温度，干扰簇具有比规则簇更大的X射线质量。我们还表明，在X射线和弱透镜为基础的集群质量测量的比例的散射是更大的扰动集群比那些更规则的形态。总体而言，我们的研究结果表明，组装一个自洽的图片的物理结构的集群从X射线和光学数据的可行性，并有可能将其应用于宇宙学集群标度关系的测量。
2012-10-18 astro-ph.CO
Statistics of Dark Matter Substructure: III. Halo-to-Halo Variance
我们提出了一个前所未有的统计权力的研究晕晕方差的暗物质子结构。使用N体模拟和半解析模型相结合，我们调查的方差subhalo质量分数和subhalo职业数，重点是这些统计数据如何与晕形成时间的比例。我们表明，次晕的质量分数，f_sub，主要是一个函数的晕形成时间，与早期形成的晕具有较少的子结构。在固定的形成红移下，平均f_sub几乎与晕质量无关，因此f_sub的质量依赖性主要是更大质量的晕聚集的表现。我们比较观测约束f_sub从引力透镜我们的模型预测和模拟结果。尽管推断的f_sub显著高于中值LCDM预测，但由于晕圈间方差，它们落在第95百分位数内。我们发现，当亚晕的晕占据分布，P（N| M），对于大的是超泊松的，这是一个很好的结果，对于<2，它变成亚泊松的。<N><N>忽略非泊松性会导致星系团的系统误差只有百分之几，并且具有复杂的尺度和光度依赖性。早期形成的晕具有P（N| M）更接近泊松分布，这表明亚晕的动力学演化驱动统计向泊松分布。与最近的一个说法相反，选择具有固定质量和固定结构红移的晕，亚晕占据统计的非泊松性并不会消失。最后，我们使用subhalo职业统计，把宽松的限制银河系晕的质量和形成红移。利用对最大质量卫星V_max的观测约束，我们推断在90%置信度下，0.25 <M_vir/10^12M_sun/h <1.4和0.1 <z_f <1.4。
2016-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Robust Quantification of Galaxy Cluster Morphology Using Asymmetry and Central Concentration
我们提出了一种新的定量方案的聚类分类的基础上表现在X射线图像的形态学特性。我们使用一个传统的径向表面亮度浓度参数（c_{SB}），如以前所定义的其他人，和一个新的不对称参数，我们在本文中定义。我们的不对称性参数，我们称为光子不对称性（$ A_{phot}），开发作为一个强大的子结构统计集群观测只有几千计数。为了证明光子不对称性比当前流行的功率比和质心位移具有更好的稳定性，我们通过以下方式人为地降低X射线图像质量：（a）添加额外的背景计数，（b）消除一部分计数，（c）增加平滑内核的宽度，以及（d）在更高的红移处模拟集群观测。这里提出的不对称统计比竞争子结构参数具有更小的统计不确定性，允许置信度测量低水平的子结构。A_{phot}对计数总数的敏感性低于竞争子结构统计，使其成为量化远距离聚类样本中子结构的理想候选者，覆盖广泛的观测S/N。此外，我们发现，不对称浓度分类分离放松，冷核心集群的形态干扰合并，与眼睛分类。我们的算法，免费提供的Python脚本（https：//github.com/ndaniyar/aphot）是完全自动的，可用于快速分类星系团形态的大量集群，而无需人为干预。
2013-10-29 astro-ph.CO
Lensing substructure quantification in RXJ1131-1231: A 2 keV lower bound on dark matter thermal relic mass
我们研究的强引力透镜RXJ1131 - 1231的子结构内容，通过正向建模方法，依赖于产生一个广泛的一套逼真的模拟。我们使用的半解析合并树处方，使我们能够随机产生的子结构人口的属性取决于暗物质粒子质量。然后，这些合成晕被用作透镜，以产生具有与数据相同特征的逼真模拟图像，例如发光弧，类星体位置，仪器噪声和PSF。然后，我们分析的数据和模拟以同样的方式与汇总统计，是敏感的信号被瞄准，并能够约束模型的暗物质统计使用近似贝叶斯计算（ABC）技术。在这项工作中，我们专注于热遗迹的质量估计和固定的半解析描述的子结构演化的基础上最近的文献。根据RXJ 1131 - 1231的HST数据，我们能够在2 $σ$置信水平下排除低于2 keV的温暖暗物质热遗迹质量。
2017-05-18 astro-ph.CO hep-ex
Reconstruction of small-scale galaxy cluster substructure with lensing flexion
我们从模拟的引力透镜数据集，包括强透镜，弱透镜剪切，和测量的二次图像失真-弯曲的星系团规模的质量分布的重建。构造透镜数据以在具有和不具有屈曲的质量重建之间进行直接比较。我们表明，在没有屈曲测量，显着的星系群规模的子结构可以保持未检测到的重建质量配置文件，并由此产生的配置文件低估了孔径质量的子结构区域的$\sim25-40\%$。当包括屈曲时，可以在小于10 \arcsec的角分辨率下检测到质量为$\sim3\times10^{12}$ M $_\odot$的亚晕。通过屈曲重建的轮廓的孔径质量与输入分布值匹配，误差在$\sim13\%$内，包括统计误差和分散。这表明了重要的约束，屈曲测量放置在子结构的星系团和它的效用，用于生产高保真质量重建。
2015-03-27 astro-ph.CO
AI-assisted super-resolution cosmological simulations II: Halo substructures, velocities and higher order statistics
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Flatiron Institute（弗拉蒂伦研究所）；University of California Riverside（加州大学河滨分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
在这项工作中，我们扩展和测试我们最近开发的超分辨率（SR）模型的能力，以产生高分辨率（HR）实现的全相空间物质分布，包括位移和速度，从计算成本低的低分辨率（LR）宇宙学N体模拟。SR模型通过产生512倍的示踪粒子来提高模拟分辨率，延伸到复杂结构形成过程发生的深度非线性区域。我们验证了SR模型部署在10个测试模拟箱大小100 Mpc/h，并检查在红移空间的物质功率谱，双谱和二维功率谱。我们发现生成的SR字段匹配真实的HR结果在百分比水平下到k ~ 10 h/Mpc的尺度。我们还识别和检查暗物质晕及其子结构。我们的SR模型生成视觉上真实的小尺度结构，这不能通过LR输入来解决，并且与真实的HR结果具有良好的统计一致性。SR模型在晕占据分布、实空间和红移空间中的晕相关以及成对速度分布上的表现令人满意，与HR结果相匹配，具有可比的散射，从而证明了它在制作模拟晕星表方面的潜力。SR技术可以是一个强大的和有前途的工具，模拟小尺度星系形成物理在大宇宙体积。
2021-09-17 astro-ph.CO cs.LG
Effect of dark matter halo substructures on galaxy rotation curves
利用一个简单的暗物质成团模型研究了晕子结构对星系自转曲线的影响。一个暗物质晕密度配置文件开发的基础上无标度的性质，导致在星系尺度的子结构的统计自相似分布的集群。用半解析方法导出了这种团块状暗物质密度分布的旋转曲线。结果表明，晕子结构对星系速度场有显著的影响。基于晕的分形几何，这个自洽模型预测了一个NFW样的旋转曲线和无标度的旋转速度波动的功率谱。
2010-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistics of Dark Matter Substructure: II. Comparison of Model with Simulation Results
我们比较了从不同的模拟中获得的次晕质量和速度函数，并与Jiang & van den Bosch（2014）的新半分析模型的预测进行了比较。我们发现，使用不同的subhalo finders获得的subhalo质量函数（SHMF）同意彼此在20%的水平，但只有在低质量端。在大质量的一端，纯粹基于配置空间中的密度来识别subhalo的subhalo发现者大大低估了subhalo丰度超过一个数量级。这些问题是严重得多的subhalo速度函数（SHVF），这表明它们产生的问题有关的分配质量的subhaloes，而不是从检测它们。总体而言，从半分析模型的预测是在使用更先进的subhalo发现者，使用六维相空间中的信息获得的模拟结果非常一致。特别是，该模型准确地再现了斜率和主机质量依赖的subhalo质量和速度函数的归一化。我们发现SHMF和SHVF的幂律斜率分别为0.82和2.6，比文献中的几项研究中所声称的要浅得多。
2014-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the cross-section of Dark Matter using substructure infall into galaxy clusters
我们开发了一种统计方法来测量暗物质的相互作用截面，利用连续的小合并事件中，小的子结构落入星系团。我们发现，通过采取星系和暗物质之间的距离的比率，星系和气体在吸积子晕，我们形成了一个数量，可以统计平均在一个大样本的系统，同时消除任何固有的视线投影。为了解释这一比例作为一个截面的暗物质，我们推导出一个分析描述的子晕落入其中包括;的力量的主要集群的潜力，气体子晕上的阻力，模型的暗物质自相互作用和由此产生的子晕阻力，对气体和星系的力量，由于暗物质子晕的潜力，最后的气体和暗物质的浮力。我们从结构形成的宇宙学模拟中创建了模拟观测，发现无碰撞的暗物质与X射线气体的物理分离高达20 h ^-1 kpc。加上现实水平的噪音，我们能够预测可实现的约束，从观测数据。目前的档案数据应该能够检测到暗物质和标准模型粒子在6 σ下的动力学行为的差异，并测量总的相互作用截面σ/m，置信限为+/-1 cm 2 g ^-1，置信限为68%。我们注意到，这种方法不受主要合并事件数量的限制，并且很容易扩展到未来调查中的大样本集群，这可能会使统计误差达到0.1 cm ^2g ^-1。
2013-11-20 astro-ph.CO
Statistics of Dark Matter Substructure: I. Model and Universal Fitting Functions
我们提出了一个新的，半解析模型描述的暗物质subhaloes的演变。该模型使用合并树，使用帕金森等人（2008年）的方法构建，以描述吸积时的质量和红移，随后使用轨道平均质量损失率的简单模型进行演化。该模型是非常快的，对待subhaloes的所有订单，占分散在轨道属性和晕浓度，并使用一个简单的配方，以转换subhalo质量的最大圆周速度。在数值模拟中，该模型准确地再现了平均晕下质量和速度函数。推断的次晕质量损失率意味着，平均暗物质次晕失去超过80%的质量在其第一径向轨道内的主机晕。我们表明，在subhaloes的总质量分数是密切相关的主机晕的“动态年龄”，定义为自其形成以来已经过去的晕动态时间的数量。利用这个关系，我们提出了适用于任何宿主晕质量、任何红移和任何Λ CDM宇宙学的演化和未演化的次晕质量和速度函数的通用拟合函数。
2014-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Abell 2744: Too much substructure for Lambda CDM?
Jauzac等人（2016）在Abell 2744中发现的大质量子结构由于其数量和靠近星团中心而对冷暗物质范式提出了挑战。我们使用一个最大的N体模拟，千年XXL，调查的大样本的大量暗物质晕的子结构。考虑了一系列影响与观测结果比较的影响，扩展了Jauzac等人（2016）进行的初步评估。模拟中有数十个总质量与Abell 2744相当或大于Abell 2744的晕。然而，我们没有发现质量子结构（> 5 10^13 Msun）的数量和分布与阿贝尔2744的观测结果接近的晕。极值统计的应用表明，我们需要模拟至少十倍于千禧XXL体积的物质，才能找到一个内部结构与阿贝尔2744相似的暗物质晕。解释星系团中大质量子结构的分布是等级模型需要解决的一个新障碍，这一障碍不会因为对重子物理学的诉求或对暗物质粒子性质的不确定性而减弱。
2017-02-02 astro-ph.CO
Resolving galaxy cluster gas properties at z~1 with XMM-Newton and Chandra
我们提出了一个试点的X射线研究的五个最大的质量（$M_{500}>5 \times 10^{14} M_{\odot}$），遥远的（z~1），星系团通过Sunyaev-Zeldovich效应检测。我们通过利用XMM的吞吐量来获得空间分辨光谱，并利用Chandra的空间分辨率来探测明亮的内部部分并检测嵌入的点源，从而最佳地结合了XMM-Newton和Chandra X射线观测。利用良好的协议在通量相关的测量，我们提出了一种新的方法来获得密度分布，约束在中心的钱德拉和在郊区的XMM。我们发现，Chandra-XMM组合是基本的形态分析在这些红移，钱德拉分辨率被要求删除点源污染，和XMM灵敏度允许更高的显着性检测微弱的子结构。样本主要是由动态扰动对象。我们使用相结合的Chandra-XMM密度分布和空间分辨的温度分布调查热力学量，包括熵和压力。从比较缩放的配置文件与本地REXCESS样本，我们发现没有显着偏离标准的自相似演化，在分散体内，在任何半径，除了超过0.7 $R_{500}$的熵。重子质量分数趋向于宇宙值，对质量的依赖性比在局域宇宙中观察到的要弱。我们比较从数值模拟的预测。目前的试点研究表明，通过结合XMM和钱德拉观测，在高红移的单个对象的空间分辨分析的实用性和可行性。对更大样本的观测将使我们能够进行更全面的统计分析，特别是对星团总体结构和尺度特性的内在分散性进行分析。（节略）
2016-11-25 astro-ph.CO
Galaxy Cluster Mass Reconstruction Project: III. The impact of dynamical substructure on cluster mass estimates
随着广域宇宙学巡天的出现，我们正在接近数十万个星系团的样本。虽然如此大的数字将有助于减少统计的不确定性，控制集群质量的系统性变得更加重要。在这里，我们研究的一个重要来源的系统的不确定性，在星系为基础的集群质量估计技术的影响：存在显着的动态子结构。动态子结构表现为相空间中的动态不同的子组，表示“非松弛”状态。这个问题影响了一般选定样本中约四分之一的集群。我们采用了一组模拟集群的质量已被测量均匀与常用的星系为基础的质量估计技术（运动学，丰富，焦散，径向方法）。我们用这些来研究如何观测估计和真实的集群质量之间的关系取决于子结构的存在，确定由各种流行的诊断。我们发现，集群的合奏的分散并没有显着增加集群与动态子结构。然而，我们发现一个系统的偏见，所有的方法，这样的集群具有显着的子结构有更高的测量质量比他们放松的同行。这种偏差取决于星系团的质量：最大质量的星系团在很大程度上不受显著亚结构的影响，但对于较低质量的星系团，$\sim10\%$在$10^{14}$和$\geq20\%$在$\leq10^{13.5}$的质量被显著高估。因此，使用具有不同层次的子结构的集群样本可以使某些宇宙学参数的偏差达到与当前宇宙学研究中典型的不确定性相当的水平。
2017-09-28 astro-ph.CO
Measuring the Substructure Mass Power Spectrum of 23 SLACS Strong Galaxy-Galaxy Lenses with Convolutional Neural Networks
本研究利用能同时估计认知与偶然不确定性的卷积神经网络，测量23个SLACS强透镜中暗物质子结构的质量功率谱，发现显著扰动并支持高频功率谱。
2024-08-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
The tidal evolution of dark matter substructure -- II. The impact of artificial disruption on subhalo mass functions and radial profiles
最近的几项研究表明，在最先进的暗物质宇宙学模拟中，人工的次晕破裂（次晕的自发、非物理的解体）仍然很普遍。为了量化中断推断subhalo人口的影响，我们增加了半分析SatGen动态subhalo演化模型与改进的潮汐剥离的治疗，使用理想化的高分辨率模拟subhalo演化的DASH数据库进行校准，这是免费的人工中断。我们还开发了一个模型，人工中断，再现中断的Bolshoi模拟的统计特性。使用这个框架，我们预测subhalo质量函数（SHMF），数密度分布，和子结构质量分数，并研究这些数量是如何影响人工破坏和质量分辨率限制。我们发现，人工干扰影响这些数量在$10-20\%$水平，改善以前的担忧，它可能会抑制SHMF多达两个因素。我们证明，半解析子结构建模必须包括轨道集成，以正确地考虑回溅晕，这大约占一半的subhalo人口。我们发现，$N$体模拟的分辨率限制，而不是人为破坏，是在暗物质模拟中发现的次晕数密度径向偏差的主要原因。因此，我们的结论是，质量分辨率仍然是使用这种模拟研究subhaloes的主要限制。我们的模型提供了一个快速，灵活，准确的替代研究子结构统计的情况下，数值分辨率限制和人工中断。
2021-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation and Substructure in Galaxy Clusters
利用斯隆数字巡天（SDSS）的数据，我们研究了107个邻近星系团样本中恒星形成（SF）与子结构之间的关系。过去对单个星系团的几项研究表明，星系团合并增强了星系团的SF，而另一些研究则没有发现这种关系。对于M^0.1_r <-20.5的星系，多成分星系团的SF分数（0.228 +/-0.007）高于单成分星系团的SF分数（0.175 +/-0.016）。在单组分和多组分星系团中，恒星形成星系的比例随星系团中心距离的增加而增加，随局部星系数密度的增加而减少，并且在几乎所有的星系团中心距离和局部密度下，多组分星系团的SF比例都高于单组分星系团。比较SF分数在个别集群的子结构的几个统计措施，我们发现弱，但在大多数情况下显着大于2西格玛，子结构和SF分数之间的相关性。这些结果可能表明，集群合并可能会导致弱，但显着的SF增强集群，或非松弛集群表现出略强的SF，由于其较少的演变状态相对于松弛集群。
2014-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Substructures formation induced by gravitational tides?
物理课上总是把潮汐说成是一种破坏性的效应。然而，潮汐也可以是压缩的。当两个星系的势能重叠时，就像在合并过程中发生的那样，完全压缩的潮汐可以发展，并对星团或潮汐矮星系等子结构的动力学产生强烈的影响。使用N体模拟的一个大的合并，我们注意到这些潮汐模式在集群规模的重要性。通过一个新的星系模型，我们得出结论，这些潮汐模式的位置和时间尺度与年轻星系团的实际分布相匹配。对压缩潮汐统计数据的详细研究表明，这种纯粹的引力效应与星团的观测性质之间存在惊人的相关性。在这篇文章中，我们介绍了压缩潮的概念，并显示其相关性的特殊情况下的银河系。我们将我们的结论扩展到广泛的参数，并讨论了它们对几个关键点的影响，如婴儿死亡率，多个恒星形成时期的集群或年龄分布。
2009-08-18 astro-ph.CO
A machine learning-based method for populating dark matter halos in N-body simulations with substructure
Center for Cosmology and Particle Physics, Department of Physics, New York University（纽约大学物理系宇宙学与粒子物理中心）；Department of Physics, Sharif University of Technology（谢里夫理工大学物理系）
提出一种基于机器学习的方法，利用分类器和最近邻搜索，从高分辨率模拟中为低分辨率N体模拟的暗物质晕快速填充亚晕，预测误差低于5%。
2026-10-01 astro-ph.CO
The ongoing assembly of a central cluster galaxy: Phase-space substructures in the halo of M87
星系的晕保留了它们形成历史的独特记录。我们首次对室女星系团的中心星系M87的相空间晕子结构进行了观测和理论研究。我们分析了488个球状星团（GC）的前所未有的宽视场，高精度光度和光谱数据集，其中包括新的，大半径斯巴鲁/Suprime-Cam和Keck/DEIMOS观测。我们发现签名的两个子结构中的位置-速度相空间。一个是与外晕中已知的恒星细丝相关的小的冷流;另一个是内晕中的大的壳状图案，这意味着大规模的，迄今为止未被识别的吸积事件。我们进行了广泛的统计测试和独立的金属丰度分析，以验证这些功能的存在和特性，并提供更一般的方法，为未来的河外相空间子结构的研究。冷的外部流是一致的矮星系吸积事件，而对于内壳层有一个低的祖质量暗示的冷速度色散，和大量的GC，这可能是解决了~0.5 L* E/S 0祖的高质量之间的张力。我们还进行了M87类引力势中较小星系吸积的原理验证数值模拟。这些产生类似的功能，观察到的子结构，这应该有可观察的寿命~1 Gyr。壳层和流GC一起支持这样一种假设，即M87的扩展恒星包层是由持续到今天的稳定的物质雨建立起来的。这种相空间方法显示出独特的潜力，详细测试的星系形成超出本星系群。
2011-12-16 astro-ph.CO
Weak Lensing Mass Measurements of Substructures in COMA Cluster with Subaru/Suprime-Cam
通过弱透镜分析，我们得到了后发座星系团（z=0.0236）西南区域（r \simlt 60 '）的两个Subaru/Suprime-Cam场的投影质量分布，并探测到8个候选子星系团。在场星系质光比的假设下，利用SDSS多波段和光度数据定量分析了背景大尺度结构（LSS）对投影质量分布的贡献。我们发现，八个子团候选人，这是不相关的任何成员星系，是显着的LSS透镜的影响。从主星系团势中提取的7个亚团的平均投影质量为<M_2D^（corr）> =（5.06 \pm 1.30）10^12 h ^-1 M_sun。切向畸变分布在一个合奏的子块是很好的描述截断奇异等温球模型和截断NFW模型。在不假定成员星系的质量和光之间存在任何关系的情况下，我们推导出了典型的子团截断半径r_t \simeq 35 h^-1 kpc。该半径与主星团引力的潮汐半径\sim 42 h^-1 kpc非常吻合。考虑到数据区域的不完整性，投影效应和虚假的透镜峰，预计集团子结构的质量占维里质量的19%，统计误差为13%。团簇子结构的质量分数与数值模拟结果基本一致。
2010-02-27 astro-ph.CO
Probing the evolution of the substructure frequency in galaxy clusters up to z~1
上下文星系团是最后和最大的对象，形成在标准的层次结构形成的情况下，通过合并较小的系统。过去和现在的子结构频率为研究潜在的宇宙学模型提供了很好的手段。目标。使用X射线观测，我们研究的子结构频率作为红移的函数，通过量化和比较的分数动态年轻的集群在不同的红移z=1.08。我们特别感兴趣的是，由于低z和高z样本的数据质量不一致而可能产生的偏差。方法.两个研究得很好的形态估计，功率比P3/P0和中心移动w，被用来量化的动力学状态的129个星系团，考虑到不同的观测深度和观测的噪声水平。结果由于P3/P0对泊松噪声的敏感性，在研究P3/P0-z关系时，必须使用具有相似光子统计的数据集。我们将低红移样本的高质量数据降级为高z观测的低数据质量，并发现了一个浅的正斜率，但并不显著，表明在较高的红移下动态年轻天体的比例略大。w-z关系显示对数据质量没有显著的依赖性，并给出了类似的结果。结论.我们发现一个类似的趋势P3/P0和w，即一个非常温和的增加，随着红移的扰动集群分数。在显著性限度内，我们的发现也与无进化一致。
2013-07-14 astro-ph.CO
An Accurate Comprehensive Approach to Substructure: IV. Dynamical Friction
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本文通过解析方法纳入动力学摩擦效应，推导出子晕丰度和径向分布的准确表达式，解释了模拟结果并扩展了其应用范围。
2025-11-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Weak gravitational lensing as a probe of physical properties of substructures in dark matter halos
提出了一种利用弱引力透镜在星系群或星系团外围区域选择卫星星系的新方法。该方法是基于理论上的期望，切向剪切图案卫星星系周围会出现负值的偏移距离的中心的主晕。因此，我们可以定位的卫星星系的统计偏移距离的几个透镜平滑尺度，通过使用标准的重建表面质量密度图从弱透镜观测。我们使用高分辨率的宇宙学模拟来测试这个想法。我们表明，subhalos从主机晕的中心分离成功地定位，即使没有假设的中心的位置。对于一些这样的晕，特征质量和偏移长度也可以在统计的基础上估计。我们进行费舍尔分析，以显示如何以及即将到来的弱透镜调查可以约束卫星星系的质量密度分布。对于天空覆盖范围为20，000平方度的大型综合巡天望远镜来说，对于z=0.15时质量为10^14 Msun/h的星系团，星系团外部区域的成员星系质量可以被限制在约0.1 dex的精度。最后，我们探讨了质量范围在10^11-10^13 Msun/h的浅晕潮汐剥离特征的可探测性。
2014-12-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Targeted Likelihood-Free Inference of Dark Matter Substructure in Strongly-Lensed Galaxies
分析星系-星系强引力透镜系统的光学图像可以提供小尺度下暗物质分布的重要信息。然而，这些图像的建模和统计分析是非常复杂的，将源图像和主透镜重建、超参数优化以及小规模结构实现的边缘化结合在一起。我们在这里提出了一个新的分析管道，通过将许多最新的机器学习发展汇集在一种连贯的方法中来应对这些不同的挑战，包括变分推理、高斯过程、可微概率编程和神经似然证据比估计。我们的管道能够：（a）源图像和透镜质量分布的快速重建，（b）不确定性的变分估计，（c）源正则化和其他超参数的有效优化，以及（d）随机模型分量（如子结构的分布）的边缘化。我们在这里提出的初步结果表明，我们的方法的有效性。
2020-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Substructure Lensing: Effects of Galaxies, Globular Clusters & Satellite Streams
冷暗物质（CDM）模型预测的透镜星系中存在丰富的暗物质亚结构，透镜通量比异常经常被观测到并被作为证据。在以前的工作中，我们研究了尖焦散关系的背景类星体的星系尺度的暗物质晕透镜的多个图像，使用一套高分辨率的N体模拟（宝瓶座模拟）。在这项工作中，我们扩展了我们以前的计算，将重子和弥漫的黑暗成分的透镜晕。我们包括在每个透镜模拟：（1）卫星星系人口来自一个半解析模型应用到宝瓶座晕，（2）一个经验的银河球状星团人口和（3）卫星流（弥漫的黑暗成分）在模拟中确定。考虑到这些额外的组件，我们证实了我们早先的结论，即丰富的内在子结构（暗或亮，绑定或扩散）是不足以解释所观察到的频率尖焦散违反类调查。我们的结论是，所观察到的效果可能是少数统计类，或星系际晕沿视线作为额外的源透镜通量异常的结果。另一种可能性是，这种差异标志着清洁发展机制模式的失败。
2010-07-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of baryonic physics on the shape and radial alignment of substructures in cosmological dark matter haloes
我们使用两个模拟约束本地UniversE模拟（CLUES）项目内进行研究的形状和径向对齐（的暗物质组件）subhaloes;其中一个模拟是一个暗物质只模型，而其他运行包括所有相关的气体物理和恒星形成配方。我们发现，气体物理学的参与对这两种属性都没有统计学上的显著影响-至少对于本研究中考虑的最大质量的subhaloes没有。然而，我们观察到在这两个模拟，包括和不包括气体动力学的（明显）的演变的暗物质形状的subhaloes以及径向对齐信号，因为infall时间。此外，这种演变是不同的，当定位在中央和外部地区的主机晕今天，而subhaloes往往成为更多的非球面在中央50%的主机的维里半径，径向对齐削弱中央政权，而加强在外部。我们确认，这是由于潮汐扭矩和近心点的subhaloes移动太快的对齐信号的响应。
2010-03-15 astro-ph.CO
Subhalo statistics of galactic halos: beyond the resolution limit
我们研究的子结构人口银河系（MW）的质量晕在$Λ$ CDM宇宙学使用一种新的程序外推subhalo数统计超出N体模拟的分辨率限制。该技术恢复的平均值和方差的晕下丰度，但不是它的空间分布。它扩展了动态范围，在此范围内可以进行精确的统计预测，相当于以50倍的分辨率进行模拟，而无需额外的计算成本。我们将这种技术应用于MW质量的晕，但它可以很容易地应用于任何质量的晕。我们发现高达$20\%$更多的子结构中MW质量晕比以前的研究中发现的。我们的分析降低了质量的MW晕需要容纳的观察，MW只有三个卫星的最大圆速度$V_{max}\ge30 km/s$在$Λ$ CDM宇宙学。具有类似于MW中的亚晕布居的概率对于维里质量为$20\%$，对于质量大于$M_{200}=2\times10^{12} M_\odot$的晕为$M_{200}=1\times10^{12} M_\odot$，几乎为零。
2014-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Sloan Great Wall. Rich clusters
本文给出了斯隆长城三个不同超星系团中十个富星系团的亚结构和星系含量的研究结果。我们确定的子结构在集群中使用的'M'包从'R'的统计环境和分析其星系的内容。分析了星系团中星系的特有速度分布，计算了第一星系团的特有速度。我们发现，在我们的样本中的集群有一个以上的组件，在一些集群不同的组件也有不同的星系内容。我们发现，在某些具有亚结构的星系团中，一级星系的奇异速度很大。我们样本中的所有星系团都是明亮的红色星系。它们既存在于星系团的中心区域，也存在于星系团的外围区域，其中有些星系团具有较大的奇特速度。星系团中大约1/3的红色星系是螺旋星系。在大多数星团中，红色椭圆星系的颜色散射比红色螺旋星系的颜色散射大。在丰富的集群，可能的合并和陷落的迹象，以及大的奇特的速度排名第一的星系的子结构的存在表明，在我们的样本中的集群还没有维里化。我们提出了合并树的暗物质晕在N体模拟，以证明当今的暗物质晕的形成，通过在其演变过程中的多次合并。在模拟的暗物质晕中，我们发现了一个类似于观察到的星系团的子结构。
2010-07-27 astro-ph.CO
Mapping substructure in the HST Frontier Fields cluster lenses and in cosmological simulations
我们绘制了哈勃太空望远镜前沿场计划（HSTFF）观察到的前三个集群中的透镜推断子结构：Abell 2744（z = 0.308），MACSJ 0416（z = 0.396）和MACSJ 1149（z = 0.543）。统计解决暗物质subhaloes下降到~10^{9.5}太阳质量，我们比较派生的subhalo质量函数（SHMF）的理论预测，从分析模型和数值模拟在λ冷暗物质（LCDM）宇宙学。模仿我们在HSTFF中的观测星团成员选择标准，我们报告了40年来在次晕质量（10^{9-13}太阳质量）中SHMF的振幅和形状的极好一致性。投影效应似乎不会引入显着的错误，从模拟SHMF的确定。在星系团尺度上，我们没有发现类似于本星系团中卫星缺失问题的子结构危机的证据，但发现计数匹配的HSTFF SHMF在M_{sub halo} / M_{halo} ~ 10^{-5}之间具有极好的一致性。然而，我们发现的径向分布的子晕推断HSTFF集群透镜相比，从模拟集群的测定的差异。这表明，虽然选定的模拟集群匹配的HSTFF样品的质量，他们没有充分捕捉这些观察到的集群透镜的动力学特性和复杂的合并形态。因此，HSTFF集群可能是在一个短暂的进化阶段，目前在宇宙学模拟采样不足。在集群透镜的暗物质子结构的丰度和质量函数继续提供一个重要的测试LCDM范式，目前我们发现模型预测和观测之间没有紧张关系。
2017-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the dynamical and X-ray mass proxies of the cluster of galaxies Abell S1101
内容：星系团Abell S1101（以下简称S1101）的X射线光度与速度色散关系（L-sigma）明显偏离了我们以前的研究。鉴于可靠的X射线光度测量结合XMM-牛顿和ROSAT，这可能是最有可能造成的偏差，在速度色散由于闯入者和低成员统计在以前的样本的成员星系，这是完全基于20星系红移从文献中得出。目的：我们打算增加星系成员的统计，以执行一个精确的测量的速度色散和动力学质量的S1101。我们的目标是一个详细的子结构和动力学状态表征这个集群，和质量估计的比较来自（一）的速度色散（M_vir），（ii）的焦散质量计算（M_casotic），和（iii）质量代理X射线观测和Sunyaev-Zeldovich（SZ）效应。研究方法：我们用VIMOS对该星系团场中的星系进行了新的光谱观测，获得了S1101的~60个成员星系的样本。我们根据这个样本修正了星系团的红移和速度色散测量，并应用了Dressler-Shectman子结构检验。结果：该聚类显著提高了r200以内聚类成员的完整性。动态子结构测试并未显示S1101中存在重大干扰或合并活动的证据。我们发现动态集群质量测量和X射线质量估计，这证实了在2D子结构测试中显示的集群的放松状态之间的良好协议。深圳大众代理略高于其他估计。更新后的速度离散测量值消除了L-sigma关系中S1101的偏差。
2016-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for galaxies being pre-processed before accreted into clusters
本文利用附近（0.02<z<0.06）X射线亮星系团内和周围星系的光谱数据，说明k+a（或星暴后）星系（发射EW（Ha）<2昂，吸收EW（Hd）>3昂）的入射可能与星系团中小星系团的吸积有关。在r<2 r200时，k+a星系相对于其他星系团星系位于更高的星系密度区域。k+a星系的绝对速度呈正偏态分布，即|v_los| /sigma_v，其中v_los是星系的视线速度与星系团的平均速度之差，sigma_v是星系团的速度色散。这一分布与2 r200以内的其他星系团星系在绝对速度范围内的分布有统计上的差异。此外，在这里研究的样本中，87%的星系团在它们的速度分布中显示出统计上显著的子结构，并且所有k+a星系中有91.4%被发现是这些子结构的一部分，其中有4-10个成员。这些结果表明，在这些k+a星系中的恒星形成很可能是由于在它们被吸积成星系团之前，在一个糟糕的类星系团环境中的“预处理”而被淬灭的。我还发现了一个温和的，但统计上显着的趋势，在分数的k+一个星系增加的温度的X射线发射气体的集群。
2013-02-12 astro-ph.CO
Triaxiality in galaxy clusters: Mass versus Potential reconstructions
解释星系团的三轴形状将在即将到来的宇宙学调查中变得重要。我们表明，相比气体密度分布，集群引力势可以更好地表征一个简单的3D模型，是更强大的波动。在气体密度分布的扰动可以有一个实质性的影响，推导出的热力学性质，而集群的潜力是顺利的，以及近似的球体模型。我们使用了一个大型宇宙流体动力学模拟的85个星系团的统计样本来研究星系团的形状作为半径的函数。特别是，我们检查的形状等密度和等势壳和分析它是如何影响的组件的选择（气体与潜在的），子结构去除（气体密度）和计算域的定义（内部与壳）。我们发现，气体等密度线的方向和轴比是退化的子结构的存在和不稳定的波动。我们观察到，作为派生的集群形状取决于用于去除子结构的方法，从例如X射线发射率分布提取的热力学性质遭受这种额外的，往往被低估的偏见。与此相反，形状重建的潜力是在很大程度上不受这些因素和收敛到简单的几何模型，为放松和动态活跃的集群。星系团的势可以用简单的几何模型来更好地表示，并且对动态活跃和松弛的星系团都用低水平的系统学来重建，这一观察表明，通过用它们的势而不是它们的质量来表征星系团，动态活跃和松弛的星系团可以在宇宙学研究中结合起来，改善统计和降低散射。
2022-02-02 astro-ph.CO
SatGen -- II. Assessing the impact of a disc potential on subhalo populations
暗物质亚结构的人口统计学特征敏感地依赖于暗物质的性质。最佳地利用这个探头需要准确的理论预测有关的丰度subhaloes。这些预测受到了数值模拟中人为干扰、晕与晕之间的大方差以及结果依赖于星系形成的重子物理的事实的阻碍。特别地，数值模拟已经表明，与仅暗物质的模拟相比，中心盘的形成可以大幅减少子结构的丰度，这归因于由于盘冲击而增强的子结构破坏。我们研究的影响光盘子结构上使用半分析subhalo模型SatGen，准确地模拟潮汐演变的子结构的数值中断，仍然阻碍$N$体模拟。使用样本的10,000合并树银河系般的晕，我们研究了人口统计学的subhaloes下的一系列复合晕盘潜力与前所未有的统计能力。我们发现，整体subhalo丰度是相对不敏感的光盘除了其总质量的属性。对于含有$M_\mathrm{vir}$的$5\%$的椎间盘，相对于无椎间盘的情况，$r_\mathrm{vir}$内的平均次晕丰度被${\lesssim}10\%$抑制，这种差异被晕间方差所掩盖。对于相同的盘质量，在50千秒差距内的subhaloes的丰度减少了${\sim}30\%$。我们认为，光盘主要驱动器过量的质量损失的subhaloes与小pericentric半径和光盘冲击的影响可以忽略不计。
2021-10-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for Substructure in Ursa Minor Dwarf Spheroidal Galaxy using a Bayesian Object Detection Method
我们提出了一种方法，用于确定本地化的恒星速度数据使用贝叶斯统计技术的次级人口。我们将这种方法应用于矮球状星系小熊座，并找到两个次级物体在这颗卫星的银河系。一个物体在运动学上是冷的，其速度离散度为$4.25 \pm 0.75\ \kms$，并且在相对于小熊座中心的相对RA和DEC中以$(9.1\arcmin \pm 1.5, 7.2\arcmin \pm 1.2)$为中心。第二个天体与小熊座相比有一个大的速度偏移$-12.8^{+1.75}_{-1.5}\ \kms$，中心位于$(-14.0\arcmin^{+2.4}_{-5.8}, -2.5\arcmin^{+0.4}_{-1.0})$。在使用较小的数据集之前已经发现了运动学上的冷物体，但是预测该冷物体在95% C. L.处的速度分散大于$2.0\ \kms$。不同于以往的工作。我们使用两个和三个组件模型，随着信息标准和贝叶斯证据模型的选择方法，认为小熊座有一个或两个本地化的二级种群。在每个次级天体中存在大的速度色散的显著概率提出了一种有趣的可能性，即每个次级天体都有自己的暗物质晕，也就是说，它是银河系卫星的卫星。
2012-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
LoCuSS: First Results from Strong-lensing Analysis of 20 Massive Galaxy Clusters at z~0.2
我们提出了一个统计分析的样本20强透镜集群从本地集群子结构调查（LoCuSS），基于高分辨率的哈勃太空望远镜成像的集群核心和后续的光谱观测，使用Spark-I望远镜。我们利用详细的参数化模型计算了团核的质量分布，测量了R<250 kpc的团核总质量和与子结构相关的质量分数，并与由古老的恒星星族和团内X射线辐射介质追踪的团核重子分布进行了比较。我们的主要成果包括：（i）Einstein半径的分布是对数正态分布，峰值和1 σ宽度为<log（RE（z=2））>=1.16+/-0.28;（ii）在3 σ显著性下，我们检测到X射线/透镜质量差异<M_SL/M_X>=1.3--具有较大亚结构分数的团簇显示出更大的质量差异，因此更大地偏离流体静力平衡;（iii）团簇子结构分数也与小尺度上气体密度分布的斜率相关，这意味着团簇-团簇合并和气体冷却之间的联系。总体而言，我们的研究结果是一致的，认为集群集群合并发挥了突出的作用，在塑造集群核心的属性，特别是造成偏离流体静力平衡，并可能干扰冷核心。我们的研究结果不支持最近的说法，大爱因斯坦半径集群提出了一个挑战的CDM范式。
2010-01-05 astro-ph.CO
LCDM halo substructure properties revealed with high resolution and large volume cosmological simulations
我们使用Phi-4096和Uchuu的N体宇宙学模拟研究了LCDM暗物质亚晕的结构性质、分布和丰度。由于它们的大体积，高质量分辨率和出色的统计数据相结合，我们能够量化-第一次在超过七十年的时间里始终保持subhalo-to-host-halo质量的比例-subhalo属性与质量，最大圆周速度，Vmax，主机晕质量和距离主机晕中心的依赖关系。我们还剖析了这些依赖关系随宇宙时间的演变。我们提供了准确的拟合subhalo的质量和速度函数，都表现出减少的幂律斜率在预期范围内的值，并没有显着的依赖红移。我们还发现subhalo丰度弱地依赖于主机晕质量。我们探讨了其主机内的subhaloes的分布和它的演变在宇宙时间的subhaloes位于深为0.1%的主机维里半径。次晕结构特性通过浓度参数cV进行编码，cV不依赖于任何特定的预定义密度分布，仅依赖于Vmax。我们推导出了7-1500 km/s范围内的cV-Vmax关系，并发现了对次晕到主晕中心距离的重要依赖性，如Moliné等人（2017）所述。有趣的是，我们还发现相同质量的次晕明显更集中于更大质量的宿主。最后，我们调查的红移演化的cV，并提供准确的配合，考虑到所有提到的依赖关系。我们的研究结果提供了一个前所未有的详细描述subhalo人口，在广泛的subhalo和主机晕群众，以及宇宙时间一致。我们的工作使精确的工作在任何未来的研究涉及暗物质…
2023-02-17 astro-ph.CO hep-ph
Dents in the Mirror: A Novel Probe of Dark Matter Substructure in Galaxy Clusters from the Astrometric Asymmetry of Lensed Arcs
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天体物理学系）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文系）；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）
本文提出利用透镜弧的天体测量不对称性研究星系团中的暗物质子结构，通过统计方法约束子晕质量分数，验证方法在不同条件下可靠性，适用于JWST观测。
2026-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
