The Local Void: for or against LCDM?
局部空洞的空洞性是对当前LCDM结构形成的标准范式的严重挑战。我们使用一个高分辨率的宇宙学N体模拟，千年II运行，结合一个复杂的半解析星系形成模型，探索统计是否允许在我们目前的知识星系形成在LCDM的本地空白。我们发现，在我们的模拟中，大约15%的本地群模拟系统（77个中的11个）与附近的低密度区域有关，这些区域的大小和“空虚”与观察到的本地空洞相似。这表明，与其说局部空洞是LCDM的危机，不如说局部空洞的空虚是标准LCDM理论的成功。在这样的空隙中的微弱星系的缺乏是由两个因素的组合导致的：一个较低的振幅的晕质量功能的空隙比在现场，和较低的星系形成效率的空隙晕由于晕组装偏置效应。虽然前者是主导因素，但后者也起着相当大的作用。晕组件的偏差效应的结果在恒星质量分数低25%的空星系相比，具有相同的晕质量的场星系。
2014-03-14 astro-ph.CO
The Redshift Evolution of LCDM Halo Parameters
我们研究的质量和红移的浓度参数的Nbody模拟跨越质量从$10^{10} \hMsun$到$10^{15} \hMsun$和红移从0到2。我们提出了一系列的拟合公式，准确地描述了自z=2的浓度-质量关系的时间演变。使用参数的基础上的球形塌陷模型，我们研究的行为的规模长度的密度分布在组装历史的晕，获得物理见解的起源所观察到的时间演化的浓度质量关系。我们提出了实施该模型的预测的浓度参数的值为不同的质量和红移的初步结果。
2011-02-11 astro-ph.CO
The PN.S Elliptical Galaxy Survey: a standard LCDM halo around NGC 4374?
作为我们目前的计划，以测试LCDM预测的暗物质（DM）晕使用扩展的运动学观测的早期型星系的一部分，我们提出了一个明亮的椭圆星系NGC 4374（M84）的动力学分析的基础上~450行星状星云（PNe）的速度从PN.光谱仪，随着扩展的长缝恒星运动学。这是第一个这样的分析星系从我们的调查与径向恒定速度色散曲线。我们发现，在重叠区域，PNe的空间和运动学分布与场星一致。速度峰度在几乎所有半径处都为零。我们构建了一系列的牛仔裤模型，拟合速度色散和峰度，以帮助打破质量各向异性简并。我们的质量模型包括DM晕无论是浅的核心或中央尖点的宇宙学模拟预测-随着新的介绍，在这种情况下，绝热晕收缩重子下落。这两类模型都证实了NGC 4374周围有一个非常巨大的暗晕，表明PN运动学数据能够很好地检测到这种晕。考虑到默认的宇宙学质量模型，我们证实了早期的建议，明亮的星系往往有晕浓度高于LCDM预测，但这被发现解决，如果一个萨尔彼得IMF或绝热收缩与Kroupa IMF的假设。因此，第一次发现的情况下，PN动力学很可能是符合标准的暗物质晕。一个核心晕也可以适合的数据，并喜欢一个恒星质量与萨尔彼得IMF一致。在光度较低的"普通"椭圆星系中发现的不那么引人注目的暗物质含量表明，晕的性质可能是由重子的发散效应在它们的组装历史中产生的双峰性。
2010-10-11 astro-ph.CO
Halo concentrations in the standard LCDM cosmology
我们在标准LCDM宇宙学的N体模拟中研究了暗物质晕的浓度及其演化。本文中给出的结果基于4个大型N体模拟，每个模拟大约有100亿个粒子：Millennium I和II，Bolshoi和MultiDark模拟。本文介绍了MultiDark（或BigBolshoi）模拟。这套模拟与高质量分辨率在一个大的体积，使我们能够计算前所未有的精度的浓度在一个大的范围内的尺度（约6个数量级的质量），这构成了我们目前的知识水平的最先进的暗物质晕在LCDM宇宙学的基本属性。我们发现不同的模拟数据集之间存在一致性。我们证实了一个新的功能晕浓度在高红移：一个平坦的和向上的质量增加。浓度c（M，z）作为质量和红移的函数，对于不同的宇宙学参数，表现出非常复杂的模式。然而，当用密度场sigma（M，z）的线性均方根波动表示时，晕圈浓度c（sigma）显示出几乎普遍的简单U形行为，在sigma=0.71的明确尺度处具有最小值。然而，红移和宇宙学的一些小的依赖性仍然存在。在高质量端（sigma < 1），中位晕运动学剖面显示出大的落入和高度径向轨道的特征。这种c-sigma（M，z）关系可以精确地参数化，并提供了一个分析模型的浓度晕质量的依赖关系。当应用于星系团时，我们对浓度的估计比以前较小的模拟结果大得多-高达1.5倍，并且与观测结果更吻合。（节略）
2011-04-27 astro-ph.CO
Lagrangian Statistics of Dark Halos in a LCDM Cosmology
给出了拉格朗日空间中暗物质晕的新的统计性质。通过对一系列N体模拟中形成束缚晕的暗物质粒子的追踪，定量测量了束缚晕惯性张量与局域潮汐张量的相关性，并研究了相关强度与束缚晕球度、局域密度和滤波尺度的关系.结果表明，大多数的原晕表现出强相关的两个张量提供的潮汐场是平滑的原晕的质量尺度。相关强度被发现增加原晕的球度增加，原晕的质量增加，并作为本地密度变得接近临界值，delta_{ec}。研究还发现，在欧拉空间中，两个张量之间的相关性非常弱的特殊原晕往往会获得更高的比角动量，这与线性潮汐力矩理论是一致的。根据我们的研究结果，这是有趣的推测，低表面亮度星系在目前的时代对应于特殊的原晕具有极端的低球度的惯性张量与本地潮汐张量弱相关的假设。
2009-10-25 astro-ph.CO
The Redshift Evolution of LCDM Halo Parameters: Concentration, Spin, and Shape
本文详细研究了LambdaCDM宇宙学中暗物质晕结构参数的红移演化。我们在Nbody模拟中研究了质量从10^{10} Msun/h到10^{15} Msun/h，红移从0到2的浓度，形状和自旋参数对质量和红移的依赖性。我们提出了一系列的拟合公式，准确地描述了自z=2的浓度-质量关系的时间演变。使用参数的基础上的球形塌陷模型，我们研究的行为的规模长度的密度分布在组装历史的晕，获得物理见解的起源所观察到的时间演化的浓度质量关系。我们还研究了暗物质晕形状随红移的演化及其对质量的依赖性。在所研究的红移范围内，晕的形状与质量之间的关系可以很好地用幂律拟合。最后，我们表明，虽然对于z=0的自旋参数实际上是质量无关的，在增加红移，它表现出越来越多的相关性与质量。
2010-09-14 astro-ph.CO
The dark matter halos of dwarf galaxies: a challenge for the LCDM paradigm?
冷暗物质晕质量函数在星系和亚星系尺度上比星系恒星质量函数陡得多。这种差异通常通过假设星系形成的效率随着晕质量的减小而急剧下降来调和，因此实际上没有矮星系形成在质量小于~ 10^10 M_sun的晕中。反过来，这意味着，在任何给定的半径，被星系包围的暗物质必须超过某个最小值。我们使用从文献中编译的矮星系的旋转曲线，以探讨其封闭的质量是否符合这些限制。我们发现，在我们的样本中，恒星质量在10^6-10^7太阳质量之间的矮星几乎有一半不符合这一限制：它们要么生活在质量远低于10^10太阳质量的晕中，要么存在一种机制，能够减少一些最暗的矮星所包围的暗质量。在标准LCDM场景中，这两种可能性都不容易适应。将星系形成扩展到远低于10^10 M_sun的晕，将导致大量的矮星系超过目前的估计;同时，所涉及系统的极低恒星质量使得重子效应不太可能减少它们的暗物质含量。解决这个挑战似乎需要对矮星系形成有新的见解，或者对流行的范式进行彻底的修改。
2012-09-11 astro-ph.CO
The baryonic Tully-Fisher Relation predicted by cold dark matter cosmogony
在LCDM范式中，为重子塔利-费舍尔关系（BTFR;螺旋星系中的重子质量与旋转速度）提供理论基础已被证明是有问题的。简单的计算表明斜率太低，散射太高，最近的半解析模型和数值星系模拟通常无法再现这种关系的某些方面。此外，一种模式的假设往往与另一种模式的假设不一致。本文的目的是开发一个严格的预测BTFR的上下文中LCDM，只使用先验预期的效果和关系，最小的理论假设，没有自由参数。将探讨这种关系对银河系关键参数变化的稳健性。我采用模块化的方法，采取每一个独立的星系的关系，必要的建设BTFR从最新的数值模拟的黑暗晕。这些关系--以及它们的预期散射--被用来描述具有一定质量范围的模型螺旋，从而在BTFR空间中产生一个带，代表LCDM预测的当前最佳猜测。对预期LCDM效应的一致处理在很大程度上有助于使朴素斜率-3 LCDM预测与数据相一致，特别是在10^9 M_sun < M_bar < 10^11 M_sun的范围内。理论上的BTFR在M_bar > 10^11 M_sun时变得明显弯曲，但由于缺乏极高质量的螺旋，这很难在观测上进行测试。低质量的富含气体的星系有系统地低于LCDM预测的旋转速度，虽然用于描述重子质量分数的关系必须在这个制度外推。这里推导出的BTFR斜率明显大于早期的预测，这一事实是重子质量分数对总晕质量的预期敏感性相应增加的直接结果。
2012-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The radiation energy component of the Hubble function and a LCDM cosmological simulation
我们在LCDM宇宙学模拟中研究了宇宙中辐射能量分量Omega_r对宇宙大尺度结构的几个感兴趣的量的影响;从一个非常高的红移（z=500）开始。特别是，我们计算的功率谱密度，晕质量函数，晕的浓度质量关系。我们发现Omega_r对宇宙结构的长期非线性演化有重要贡献。例如，与没有辐射项的模拟相比，在所有尺度上获得了约50%的较低物质密度功率。此外，考虑Omega_r后形成的晕比不包括在哈勃函数中时的浓度低约20%。
2016-02-11 astro-ph.CO
The growth of galactic bulges through mergers in LCDM haloes revisited. II. Morphological mix evolution
从宇宙学千禧年模拟I和II中选出的现今不同晕的质量聚集和合并历史，通过使用经验的恒星-晕和恒星-气体质量关系映射到中央星系的恒星质量聚集和星系合并历史。星系合并/相互作用驱动的膨胀的增长计算使用动力学处方。预测的红移z~0的膨胀人口统计与观测结果一致（Zavala+2012）。在这里，我们提出的演变的形态混合物（跟踪的膨胀总质量比，B/T）作为质量的函数z=3。这种混合在z~1之前保持定性相同：B/T<0.1的星系在低质量时占主导地位，0.1<B/T<0.45的星系在中等质量时占主导地位，而B/T>0.45的星系在大质量时占主导地位。当z>1时，盘控星系和无球星系的比例急剧增加，到z~2时，达到了纯盘星系的时代。膨胀主导的星系获得这样的形态，以及它们的大部分质量，遵循缩小的趋势。由于我们的结果是一致的，与最近的观测研究的形态混合在不同的红移，基于LCDM的方案合并驱动的隆起组装似乎并没有面临关键问题。然而，如果恒星与晕的质量关系随红移的变化太小，那么观测就会出现一些紧张。
2014-02-26 astro-ph.CO
Streams and caustics: the fine-grained structure of LCDM haloes
我们提出了第一个也是迄今为止唯一的模拟遵循细粒度的相空间结构的星系晕形成的通用LCDM初始条件。我们整合的测地线偏差方程串联的N体运动方程，表明这可以产生数值收敛的结果细粒度相空间流的属性和相关的焦散线，即使在内部区域的晕。我们对这种结构的有效分辨率是许多数量级优于传统技术，即使是最大的模拟。我们将这些方法应用于六个银河系质量晕的宝瓶座项目。在距晕中心8千秒差距处，一个典型的点与大约10^14个密度范围很广的暗物质流相交;大约10^6个质量最大的暗物质流贡献了当地暗物质密度的一半。因此，暗物质粒子的速度分布应该是非常平滑的，最大质量的细粒流贡献了总信号的0.1%。自宇宙大爆炸以来，这个半径的暗物质粒子通常已经通过了200次焦散。内晕中现今焦散线的峰值密度几乎都远低于平均局部暗物质密度。因此，焦散线对预测的局部暗物质湮灭率的提高可以忽略不计（<0.1%）。有效的提升在外晕中更大，但从未超过约10%。因此，细粒流及其相关的焦散线对暗物质的可探测性没有影响，无论是直接在地球实验室中，还是通过湮灭辐射间接，除了寻找轴子的共振腔实验可能会看到最大质量的局部细粒流，因为它们在能量/动量空间中的极端局部化。（节略）
2011-02-01 astro-ph.CO
A comparison of the R_h=ct and LCDM cosmologies based on the observed halo mass function
结构的增长探测了宇宙中的再电离历史和类星体的丰度，构成了宇宙学预言的一个重要探测。然而，晕是不能直接观测到的，所以它们的质量和演化必须间接推断。基于恒晕恒星质量比M_h/M_*（由z <4外推）假设的研究揭示了LCDM的重要张力--一个被称为"不可能早期星系问题"的失败。但是这个比例是否会在红移4 <z <10的过程中演化或保持不变仍然存在争议。为了消除与LCDM的紧张关系，它必须在这个范围内改变大约0.8 dex，这个问题可能会通过詹姆斯韦伯太空望远镜即将进行的观测来解决。在本文中，我们在另一个Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）模型R_h = ct宇宙的背景下研究这个问题，并使用我们以前从宇宙增长率测量到的σ_8，以及爱因斯坦-玻尔兹曼方程的新解，来解释这些最近的晕测量。结果表明，即使在观测到的红移范围内（4 <z <10）M_h/M_* 为常数，R_h = ct中晕分布对质量和红移的依赖性也与实验数据一致，这与LCDM中的张力形成了鲜明的对比。我们的结论是，如果M_h/M_* 是常数，那么大质量星系及其晕的形成时间一定比LCDM中可能的时间要早。
2019-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas-Rich Mergers in LCDM: Disk Survivability and the Baryonic Assembly of Galaxies
我们使用N体模拟和观测归一化之间的关系暗物质晕质量，恒星质量和冷气质量，以获得强大的，可以说是不可避免的期望重子内容的主要合并红移z~2。首先，我们发现银河系大小的暗物质晕所经历的大部分主要合并（m/M > 0.3）应该是富含气体的，并且富含气体的合并在高红移处越来越常见。虽然在我们的模拟中，星系晕中主要合并的频率大大超过了观测到的晚型星系比例，但在晕质量范围M_DM ~ 10^11-10^13 Msun内，贫气体主要合并的频率与观测到的球状主导星系比例一致。这些结果支持的猜想，合并与重子气体分数发挥了重要作用，在建设和/或保存盘星系在宇宙中。此外，我们发现，一个星系的冷重子直接通过主要合并沉积的整体比例是相当大的。在M_star ~ 10^10 Msun$（M_DM ~ 10^11.5 Msun）星系中，约有30%的冷重子物质在主要的合并中以冷气体的形式被吸积。对于M_star ~ 10^11 Msun（M_DM ~ 10^13 Msun）的更大质量的星系，在合并中积累的重子比例甚至更高，约为50%，但这些吸积的重子大多以恒星的形式直接输送。这种重子质量沉积几乎是不可避免的，并且限制了星系中冷重子的比例，这些重子可以起源于冷流或热晕冷却。（节录）
2009-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of baryonic physics on the abundance, clustering, and concentration of halos
我们研究重子物理学的晕分布的流体动力学模拟（Illustris，IllustrisTNG和EAGLE）的影响，特别是关于它是如何不同于暗物质只（DMO）模拟。我们发现，在一般情况下，DMO模拟产生的晕质量函数（HMF）转移到更高的晕质量比他们的流体动力学同行，由于缺乏重子物理。然而，这种质量移动的确切性质是质量，晕定义，红移和大尺度环境的复杂函数，并且它还取决于模拟中实现的重子物理的细节。我们提出了拟合公式的修正，需要适用于每个DMO晕目录，以重现HMF发现在其流体动力学对应。我们提供这些公式的所有三个模拟，五个不同的晕定义在红移0，1和2。此外，我们还探讨了这种HMF差异对环境的依赖性，发现在大多数情况下，低密度环境中的晕比高密度环境中的晕受重子物理的影响略大。因此，我们还提供了依赖于环境的质量校正公式，可以重现的条件，以及全球，HMF。我们表明，我们的质量校正也修复了大规模的集群晕，虽然环境依赖的校正需要达到优于2%的精度。最后，我们考察了重子物理对晕质量-浓度关系的影响，发现在流体动力学模拟中晕质量-浓度关系的斜率与DMO模拟中的一致。最后，我们建议任何未来的工作依赖于DMO晕目录纳入我们的质量修正，以测试其结果的重子效应的鲁棒性。
2021-11-16 astro-ph.CO
NIHAO V: Too big doesn't fail -- reconciling the conflict between LCDM predictions and the circular velocities of nearby field galaxies
我们比较了本星系群中矮星系的半光圆速度V_{1/2}和NIHAO LCDM模拟中预测的星系圆速度曲线。我们使用了一个由34个模拟组成的子集，其中中央星系的恒星光度范围为0.5 x 10^5 < L_V < 2 x 10^8 L_{sun}。NIHAO星系模拟再现了恒星质量和晕质量之间的关系，以及观测到的半光大小与光度的关系。相应的无耗散模拟过度预测了V_{1/2}，恢复了被称为太大而不能失败（TBTF）的问题。相比之下，NIHAO模拟扩大了暗物质晕，并为L_V > 2 x 10 ^6 L_{sun}的星系提供了与V_{1/2}分布的极好匹配。对于较低的光度，我们的模拟预测非常小的晕响应，并倾向于过度预测所观察到的圆速度。在LCDM的背景下，这可能表明在低于M_{halo} \sim 10^{10} M_{sun}的晕中恒星形成的随机性增加，或者环境效应的作用。因此，“太大而不能失败”的晕不会使LCDM失败，但是“太小而不能通过”的晕（星系形成阈值）提供了LCDM的未来测试。
2015-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the Effects of Line-of-Sight Structures on Lensing Flux-ratio Anomalies in a LCDM Universe
在多透镜类星体图像中观察到的通量比异常最有可能解释为叠加在主透镜的底层光滑物质分布上的扰动结构的结果。冷暗物质宇宙学模型预测，大量的子结构应该生存在更大的晕内，但令人惊讶的是，这一人口本身已被证明不足以解释观测到的类星体的多个图像的通量比分布。沿着视线投射到主透镜上的其他光晕（以及它们自己的下光晕）被认为是额外的扰动源。在这项工作中，我们使用射线跟踪通过千年II模拟，调查由于质量m> 1 E8 Msun/h的晕和次晕的投影效应的重要性，并将我们的分析扩展到较低的质量，m> 1 E6 Msun/h，使用蒙特卡罗晕分布。我们发现，违反的大小强烈依赖于密度分布和浓度的干预晕，但集群只起着很小的作用。对于一个典型的透镜几何（透镜在红移0.6，光源在红移2），背景光晕（在主透镜后面）比前景光晕更容易引起破坏。我们的结论是，视线结构可以作为重要的内在子结构在造成磁通比异常。在LCDM宇宙中，透镜内和沿着视线的扰动结构的组合效应导致20- 30%的尖点违反概率。这说明了模型和当前数据之间的差异，但需要更大的观测样本来对理论进行更有力的检验。
2012-02-07 astro-ph.CO
Strongly Coupled Dark Energy Cosmologies: preserving LCDM success and easing low scale problems II - Cosmological simulations
在这第二篇论文中，我们提出了第一个Nbody宇宙学模拟强耦合暗能量模型（SCDEW），一类模型，阐明了理论问题的性质有关的暗能量。SCDEW模型假设暗能量（DE）和辅助冷暗物质（CDM）成分之间存在强耦合，同时存在非耦合的暖暗物质成分。CDM和DE之间的强耦合使我们能够保持小尺度的波动，即使温暖的粒子是相当轻（$\approx 100$ eV）。我们的大规模模拟表明，对于$10^{11}<M/M_\odot<10^{14}$，SCDEW晕表现出类似于标准的Lambda冷暗物质（LCDM）模型的数密度和分布，即使它们具有较低的浓度参数。星系晕（$M\sim 10^{12} M_{\odot} $）的高分辨率模拟显示，$\sim 60\%$的子结构比它的LCDM对应，但相同的尖状密度轮廓。在银河系卫星（$M\sim 10^{9} M_{\odot}$）的尺度上，SCDEW的晕与LCDM有很大的不同。由于WDM组件的高热速度，它们几乎没有任何子结构，并呈现强烈的核心暗物质密度分布。这些密度核心延伸了数百秒差距，与银河系卫星的观测结果非常一致。强耦合模式，由于它们能够匹配大尺度和小尺度上的观测结果，可能是简单LCDM模式的有效替代方案。
2015-10-08 astro-ph.CO
High accuracy power spectra including baryonic physics in dynamical Dark Energy models
下一代质量探测器将获得非线性功率谱P（k，z）及其演化的信息，使我们能够研究暗能量的本质。为了利用这些数据，我们需要高精度的模拟，至少扩展到k 10 h/Mpc的尺度，重子的影响不能再被忽略。本文对LCDM和动力学暗能量（dDE）模型进行了一系列大尺度流体动力学模拟，其中状态方程参数是z依赖的。模拟包括气体冷却，恒星形成和超新星反馈。它们非常接近观测到的恒星形成率和坍缩系统中观测导出的恒星/暗物质质量比。与LCDM模拟中的纯n体模拟相比，重子动力学在k > 2-3 h/Mpc处引起超过1%的光谱位移。这与以前的研究一致，尽管我们发现在较高k时对功率谱振幅的影响较小（约50%）。dDE表现出类似的行为，即使dDE模拟产生的恒星比类似的LCDM宇宙学少20%。最后，我们表明，在Casarini等人介绍的技术，以获得光谱的任何$w(z)$宇宙学从常数w模型在任何红移仍然成立时，考虑到气体物理。虽然这减轻了需要探索整个功能空间的暗能量状态方程，我们说明了一个严重的风险，未来的数据分析可能会导致误解的DE状态方程。
2010-11-03 astro-ph.CO
A direct measurement of the baryonic mass function of galaxies & implications for the galactic baryon fraction
我们使用HI选择和光学选择的星系样本直接测量星系的丰度作为其“重子”质量（恒星+原子气体）的函数。恒星质量是根据斯隆数字巡天（SDSS）的光学数据计算的，原子气体质量是使用阿雷西博遗产快速ALFA（ALCAFA）巡天的原子氢（HI）发射线数据计算的。利用丰度匹配技术，将星系的重子函数（BMF）与LCDM宇宙中的暗物质晕质量函数相结合，确定了星系重子分数与宿主晕质量的函数关系.我们发现，即使考虑到原子气体，低质量晕的重子分数也比宇宙值小得多。我们发现，银河系重子赤字单调增加，减少晕质量，与以往的研究表明，在低质量端的重子分数近似恒定。我们认为，所观察到的重子分数的低质量晕不能单独用再电离加热解释，必须调用额外的反馈机制（如超新星爆发）。然而，在LCDM宇宙中的星系形成的标准图像中，再现我们的结果所需的流出率并不容易容纳。
2012-09-20 astro-ph.CO
Dynamical Dark Energy Properties Hidden in the Dark Matter Halos and Voids
在本文中，我们分析了基于GR的N体模拟的晕和空洞的性质进行了红移z= 0.0和z= 0.8之间的差异动力学暗能量模型（即PL和CPL）相对于LCDM。分析晕表明，PL和CPL这两个模型的行为都类似于LCDM，尽管晕的速度色散对动力学暗能量模型更敏感。此外，开发了一个空洞探测器，从模拟数据中提取空洞的属性。空隙的进一步统计模型证实，PL模型产生更大的空隙。总之，我们的新模拟表明，在区分暗能量模型方面，空洞属性优于晕属性。因此，研究结果表明，在未来的研究中，更多地利用空洞的性质来区分动力学暗能量模型。
2020-11-08 astro-ph.CO
Dwarf Galaxies as Cosmological Probes
Lambda冷暗物质（LCDM）范式对暗物质晕的丰度、结构、子结构和聚集做出了具体的预测，暗物质晕是星系形成的场所。这些预测可以直接测试，在低质量晕制度，由暗物质占主导地位的矮星系。当观测到矮星的预期性质时，已经确定了LCDM的一些潜在挑战。我回顾了我们对其中一些问题的理解，包括“失踪的卫星”和“太大而不能倒”的问题，并认为这两个问题都不会对LCDM构成不可逾越的挑战。要解决这些问题，需要大多数矮星系都有类似质量的晕，并且有一个相对尖锐的最小晕质量阈值来形成发光星系。这些预测显然是可以证伪的。特别是，LCDM预测了大量的“暗”低质量晕，其中一些应该保留了足够的原始气体，在21厘米深或H $_α$调查中可以检测到。探测到这种预测的“小晕”数量将是一项重大发现，也是LCDM在小规模上取得的巨大成功。
2018-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Secondary Dependence of Baryonic Effects on the Density Profile of Dark Matter Halos
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼分所）；Durham University（杜伦大学）；Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）
研究恒星物理对恒星晕密度分布的影响，发现恒星浓度和大尺度环境对密度比有显著影响，尤其在低质量恒星中，浓度影响更明显，而环境影响较小且不随尺度变化。
2026-10-02 astro-ph.CO
Halo Gas and Galaxy Disk Kinematics Derived from Observations and LCDM Simulations of MgII Absorption Selected Galaxies at Intermediate Redshift
我们获得了10个MgII吸收选择星系（0.3 < z < 1.0）的ESI/Keck旋转曲线，并获得了它们的WFPC-2/HST图像和高分辨率的HIRES/Keck和UVES/VLT类星体谱。我们执行这些星系和它们相关的晕MgII吸收的运动学比较。对于所有10个星系，大多数的吸收速度位于观测到的星系旋转速度的范围内。在7/10的情况下，吸收速度完全位于星系系统速度的一侧，通常与旋转曲线的一条臂对齐。在所有情况下，一个恒定的旋转厚盘模型很难再现所观察到的MgII吸收速度的充分传播时，采用合理的现实参数。在2/10的情况下，星系的运动学，恒星形成面密度，和吸收运动学有相似的高红移星系表现出强烈的外流。我们发现，MgII吸收速度扩展和光学厚度分布可能依赖于星系倾角。为了进一步帮助的数据的空间运动学关系，我们应用类星体吸收线技术嵌入在LCDM模拟的星系（v_c=180公里/秒）。在模拟中，MgII吸收选择富含金属的“晕”气体，从星系，潮汐流，细丝和小卫星星系中大约100千秒差距。在模拟的局限性内，模拟的MgII吸收主要发生在暗条和潮汐流中，并以-200 < v_r < -180 km/s的速度向星系下落。MgII吸收速度偏移分布（相对于模拟星系）跨越~200 km/s，在星系系统速度下检测MgII的频率最低。
2009-12-14 astro-ph.CO
The nature of assembly bias - I. Clues from a LCDM cosmology
我们提出了一个新的代理的过密度峰值高度的大规模集群的晕的一个给定的质量不随大会的历史显着变化。峰高通常用维里质量来表示，但也可以用不同半径的球体内部的质量来近似，在某些情况下，球体内部的质量可以大于维里半径，因此包括单个宿主晕外部的质量。球半径被定义为r = $a$ delta_t + $b$ log_10（M_vir/M_nl），其中delta_t是相对于由维里质量M_vir的晕所承载的星系的典型年龄的年龄，M_nl是非线性质量，$a$ = 0.2和$b$ =-0.02是被调整以追踪组装偏差效应的自由参数。注意，$r$取决于晕圈质量和年龄。在这种新方法中，一些最初被认为是低质量峰的物体属于具有较高过密度的区域。在大尺度上，即在两个晕制度，该模型正确地恢复简单的处方，其中的偏差响应于单独的质量峰的高度，在通常的定义（维里质量），显示出强烈的依赖于额外的晕属性，如形成时间。单晕项对年龄的依赖性也显著降低。根据这个新定义，其"峰高"发生变化的星系群主要由老的恒星星族组成，并且优先由位于更大质量物体附近的低质量晕所承载。后者是在最近的结果表明，旧的，低质量的晕将遭受截断质量吸积附近较大的晕或仅仅是由于其周围的高密度，从而显示出组装偏置效应。质量的变化足够小，使得Sheth等人（2001）的质量函数仍然很好地拟合新质量的分布。
2010-11-05 astro-ph.CO
Small-Scale Structure in the SDSS and LCDM: Isolated L* Galaxies with Bright Satellites
我们利用斯隆数字巡天（SDSS）中的一个体积有限的孤立星系光谱样本，研究了~L* 银河系类似物周围的发光（M_r <~ -18.3）卫星（如大麦云（LMC））的频率和径向分布，并将我们的结果与模拟中基于丰度匹配的LCDM预测进行了逐对象的比较。我们发现，12%的银河系类星系在75 kpc（预计）内拥有LMC类卫星，42%在250 kpc（预计）内。这意味着大约10%的L * 星系在大麦哲伦星系的距离内有一颗卫星，大约40%的L* 星系在其暗物质晕的维里化范围内有一颗明亮的卫星。值得注意的是，该模拟非常好地再现了观测到的秒的频率、径向依赖性、速度分布和光度函数，这表明LCDM在~50 kpc尺度上提供了对观测到的宇宙的精确再现，其星系的亮度可达到L~10^9 Lsun。叠加时，观测到的这些卫星的成对速度色散为sigma~160 km/s，与其宿主晕质量的丰度匹配预期一致。最后，L* 原色周围的明亮卫星在光度范围内比典型星系明显更红，这表明环境淬灭在星系大小的暗物质晕中起作用，这些暗物质晕通常只包含一个明亮的卫星。这种红色趋势与银河系的LMC形成鲜明对比，即使对于场星系来说，LMC也是不寻常的蓝色。我们认为，大麦哲伦星系的不一致的颜色可能是进一步的证据，它正在经历一个触发恒星形成事件后，第一次下降。
2011-05-23 astro-ph.CO
Simulations of Early Baryonic Structure Formation with Stream Velocity: I. Halo Abundance
最近的研究表明，暗物质和重子在复合时的相对速度（vbc）可以影响早期宇宙的结构形成（Tseliakhovich & Hirata 2010）。我们使用大型宇宙学模拟来统计量化这种影响。我们使用三种不同的高分辨率模拟集（重子和暗物质具有单独的传递函数），这些模拟集在盒子大小、粒子数量和暗物质与重子之间的相对速度值方面各不相同。我们发现，当vbc = 1σ（vbc）时，晕的总数密度在z = 25处被抑制了~ 20%，其中σ（vbc）是相对速度的方差，而当vbc = 3.4σ（vbc）时，在相同红移处的相对抑制达到50%，一直保持在30%或以上的水平，直到z = 11。我们还发现了高丰度的“空晕”，即，气体分数低于宇宙平均重子分数fb一半的晕。具体地说，我们发现，当vbc = 1σ（vbc）时，所有低于10 ^5 M \odot的晕在z \geq 19处都是空的。空晕的高丰度导致富气小晕和第一个星系形成的显着延迟。
2012-02-09 astro-ph.CO
The growth of galactic bulges through mergers in LCDM haloes revisited. I. Present-day properties
我们使用千禧年I和II宇宙学模拟重温合并的影响在LCDM方案中的中央星系的膨胀的增长。我们的种子星系内的CDM晕使用半经验关系分配恒星和气体的质量，和分析处理估计转移恒星质量的星系合并后的残留物的凸起。我们发现，这个模型大致再现了观测到的膨胀总质量比（B/T）和恒星质量之间的相关性，在今天的中央星系，以及他们的观察到的人口统计，虽然低质量B/T<0.1（无膨胀）星系可能是稀缺的相对于观测到的丰度。在我们的合并驱动的情况下，隆起有一个复合人口组成（i）恒星从坠落的卫星，（ii）恒星转移从主盘由于合并引起的扰动，和（iii）新形成的恒星在合并引发的星爆。我们发现，（i）和（ii）是质量组装的主要渠道，与第一个是占主导地位的大质量星系，创造不同的恒星星族的大隆起比那些内部盘，而第二个是占主导地位的中/低质量星系创造小隆起相似的恒星星族的内部盘。我们将第一（第二）通道的统治权与经典（伪）凸起相关联，并将预测分数与观测结果进行比较。我们注意到，我们的治疗不包括其他机制的隆起增长，如内在的长期光盘不稳定性或错位气体吸积。我们发现，卫星的恒星和气体的内容，因为它向中央星系的演变是一个关键因素，在设置的形态的残余物，和一个很好的匹配观察到的隆起人口发生时，这种演变的过程接近中央星系。
2012-09-07 astro-ph.CO
Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment
目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述，即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟，讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕，晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现，在所有宇宙学中，对于一系列红移，晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域，避免晕自旋的非线性干扰，但非常相似的宇宙学之间的排列趋势，这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现，在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来，这样的发现可以提供线索，将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说，晕统计并不是对暗区物理的准确探测。
2019-12-23 astro-ph.CO
Dynamical signatures of a LCDM-halo and the distribution of the baryons in M33
我们使用高分辨率的VLA和GBT观测绘制了M33的中性原子气体含量，并拟合了倾斜环模型来确定扩展气体盘的方向及其旋转曲线。M33的圆盘从8 kpc向外翘曲，但相对于视线的倾斜度没有实质性变化。在内盘中，旋转速度随着半径的增加而急剧上升，在4 kpc时达到100 km/s，然后旋转曲线变得更加扰动和平坦，速度高达120-130 km/s到23 kpc。我们推导出恒星质量表面密度图M33的光盘，通过像素-SED拟合方法的基础上人口合成模型，突出了质量-光比的变化。更远的恒星质量表面是从外盘场的深层图像中估计的。恒星和气体的地图，然后在动力学分析的旋转曲线，以约束暗物质分布，这是相关的所有半径。在LCDM宇宙学中，具有Navarro-Frenk-White密度分布的暗物质晕提供了与暗晕浓度C=10和总晕质量为4.3 × 10^{11}Msun的旋转曲线的最佳拟合。这意味着重子分数为0.02阶，这个星系的演化历史应该解释其原始重子含量的大部分损失。
2014-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The stellar and dark halo mass assembly of galaxies
星系恒星质量（Ms）大会的新兴经验图片显示，星系人口的积累收益从上到下的Ms。通过连接星系LCDM晕和他们的历史，个人（平均）MS增长轨迹可以推断。这些轨迹表明，大质量星系越早聚集它们的M，晕的质量就越大，而质量较小的星系仍在M中活跃生长，越活跃，晕的质量就越小。预测的恒星形成率作为质量的函数，以及将活跃星系与被动星系分开的典型质量的缩小与直接观测结果一致。这意味着LCDM情景与这些观察结果是一致的。现在的挑战是理解重子物理学，它驱动着星系的恒星质量集合从它们相应的晕的质量集合（从晕增大到星系缩小）的显著和系统性的转变。
2011-03-22 astro-ph.CO
Baryonic Feedback across Halo Mass: Impact on the Matter Power Spectrum
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（星际天文学与天体物理学中心）
利用IllustrisTNG流体动力学模拟，研究重子反馈对物质功率谱的抑制随暗晕质量和半径的依赖关系，发现群尺度暗晕主导抑制，并需考虑维里半径外的物质再分布。
2026-03-17 astro-ph.CO
Baryonic effects on weak-lensing two-point statistics and its cosmological implications
我们发展了一个扩展的\textit{the Halo Model}，解析地描述了由于重子物理的物质功率谱的修正。我们将这些修正推广到弱透镜剪切角功率谱。在每个晕内，我们的重子模型解释了：1）一个中央星系，其主要恒星成分的性质来自丰度匹配技术; 2）一个流体静力平衡的热等离子体和3）绝热收缩的暗物质成分。这种分析方法使我们能够将我们的模型与仅暗物质的情况进行比较。我们的基本假设进行了测试对流体动力学模拟Martizzi等。我们的重子模型只有一个自由参数，即$M_{\rm crit}$，它是一个临界晕质量，它标志着活动星系核反馈效应变弱的富气晕和反馈主导晕之间的转变。我们探索整个宇宙学参数空间，使用角功率谱在三个红移箱作为观察，假设一个欧几里德调查。我们推导出相应的宇宙学参数的约束，以及忽略重子物理的影响可能引入的偏差。我们发现，直到$\ell_{max}$ =4000，重子物理在宇宙学参数估计中起的作用很小。然而，如果一个人上升到$\ell_{max}$ =8000，宇宙学参数的边缘化误差可以显着减少，但忽略重子物理可能会导致恢复的宇宙学参数的偏差高达10 $σ$。如果考虑到主要的重子参数$M_{\rm crit}$，这些偏差就被消除了，它也可以和其他宇宙学参数一起被确定到1- 2%。
2014-10-24 astro-ph.CO
The baryonic Tully-Fisher relation and its implication for dark matter halos
重子Tully-Fisher关系（BTF）是重子质量与最大自转速度之间的基本关系。它可以用来估计距离，也可以用来约束暗物质的性质及其与可见物质的关系。在本文中，我们探讨了极低质量矮星系是否遵循与高质量星系相同的BTF关系。我们量化的BTF关系中的散射，并使用它来约束允许的伸长的暗物质晕电位。我们获得了11个矮星系的HI合成数据，并得到了几个独立的最大自转速度的估计。构建一个BTF关系使用的数据从文献中的高质量端，从我们的样本中检测到旋转的低质量端的结果在BTF与0.33马格的散射。这种散射约束的椭圆度的潜力在平面上的磁盘的星系的上限为0-0.06，表明矮星系最多只有轻度三轴。我们的结果表明，BTF关系是一个基本的关系，所有的旋转支配星系似乎遵循。
2009-07-31 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
Galaxy cluster aperture masses are more robust to baryonic effects than 3D halo masses
星系团质量测量的系统不确定性限制了未来探测更多$10^5$星系团的宇宙学约束力。以前，我们认为，可以推断出光圈质量更准确，更精确地比3D质量，而不会损失宇宙学的约束力。在这里，我们使用重子和大质量系统（BAHAMAS）的宇宙学，流体动力学模拟表明，光圈质量也不太敏感的星系形成过程所造成的质量变化。对于具有$m_\mathrm{200m,dmo} > 10^{14} \, h^{-1} \, \mathrm{M}_\odot$的晕，通过其3D晕质量进行分组，重子物理学在类似于晕维里半径的孔径内测量时，同样地影响孔径质量和3D晕质量，达到最大减少$\approx 3 \, \%$。对于代表弱透镜观测的较低质量晕轮$10^{13.5} < m_\mathrm{200m,dmo} / (h^{-1} \, \mathrm{M}_\odot) < 10^{14}$和孔径尺寸$\sim 1 \, h^{-1} \, \mathrm{cMpc}$，孔径质量的减少（$\lesssim 5 \, \%$）始终小于3D晕轮质量（对于$m_\mathrm{200m}$，为$\lesssim 10 \, \%$）。晕质量的减少只是轻微的演变，由$2$百分点，红移0.25和1之间的光圈质量和$m_\mathrm{200m}$。改变强度的模拟反馈，使平均模拟热气体分数涵盖所观察到的散射推断从X射线观测，我们发…
2022-07-21 astro-ph.CO
Galaxy Clusters in the Line of Sight to Background Quasars: II. Environmental effects on the sizes of baryonic halo sizes
根据最近在“RCS星系团背后的类星体”巡天（QbC）中对Mg Ⅱ吸收线系统频率的测量结果，分析了星系团环境对星系周围重子晕大小的影响。我们使用两个独立的模型，i）一个经验晕占领模型，适合当前测量的星系在低和高红移的集群和光度函数，和ii）的GALFORM半解析模型的星系形成，它遵循的星系人口的演变从第一原则，调整到匹配的统计数据的低和高红移星系。在这两个模型中，我们约束的MgII晕的大小的场和星系团的观测结果观测到的MgII统计。我们的结果与以前的工作一致，表明在半解析模型中，典型的\mgii晕的尺寸为50 h_71 ^-1 kpc，而在晕占据数方法中，尺寸略低。对于星系团环境，我们发现两个模型都要求MgII晕的平均尺寸r_MgII< 10h_71^-1 kpc，才能再现星系团中观测到的吸收线系统的统计数据。基于Chen & Tinker（2008）的结果，即更强的系统发生在更靠近MgII晕中心的地方，我们发现星系团中的强吸收系统发生在距离星系团中心大约1h_71^-1 Mpc的冷暖晕大小的固定部分。与此相反，较弱的吸收系统似乎发生在逐渐较短的相对分数，这个晕作为集群中心的距离减少。
2009-02-11 astro-ph.CO
Weakening dark-matter cusps by clumpy baryonic infall
我们认为，作为一个简单的和极端的模型的重子物理（忽略了在重力的大规模结构形成的模拟）对暗物质的影响，一个大质量的团块落入暗物质晕。我们发现，这样一个下沉的团块在改变晕的结构和降低其中心密度方面是非常有效的：一个质量为晕质量1%的团块可以从内晕中去除大约两倍的质量，并将尖点转变为核心或较弱的尖点。如果这个团块随后被移走，模仿银河风，中心晕的密度会进一步降低，从内晕移走的质量会加倍。更轻的团块甚至更有效：移除的质量与团块质量的比率朝向更小的团块质量略微增加。初始暗物质速度的径向各向异性越大，这个过程就越有效。虽然这样的星系坍缩可能有些不现实，但它表明重子只需要通过动力学摩擦将其初始能量的一小部分转移到暗物质中，就可以解释预测的暗物质密度分布与从暗物质占主导地位的星系的观测中推断的密度分布之间的差异。
2011-05-20 astro-ph.CO
Hydrodynamical simulations of coupled and uncoupled quintessence models II: Galaxy clusters
我们使用一系列绝热SPH模拟，在相互作用和非相互作用的经典宇宙学模型的背景下研究星系团（和大星系团）的$z=0$性质。首先，我们研究了群体和集群的平均属性，量化它们在LCDM，非耦合暗能量（\ude）和耦合暗能量（\cde）宇宙学的差异。特别是，我们专注于径向分布的气体密度，温度和压力，我们还研究了如何标准的流体动力学平衡假设在精髓宇宙学。虽然我们能够确认以前的结果重子的分布，我们也发现，主要的差异（与差异高达$20\%$）可以看到在集群的压力分布。然后，我们将注意力转移到单个结构上，将精粹宇宙学中的每个光环映射到它的对应物\LCDM。我们能够确定一系列小的相关性之间的耦合在黑暗的部门和晕自旋，三轴性和维里化比。当看暗物质晕的自旋和维里化时，我们发现第五力场景与\LCDM有一个微弱的（$5\%$）但系统的偏差。
2014-01-21 astro-ph.CO
The strongest gravitational lenses: II. Is the large Einstein radius of MACS J0717.5+3745 in conflict with LCDM?
标准的宇宙学模型是否可以根据单个观测到的极端星系团而受到质疑？通常，“极端”一词直接指的是星团质量，这不是一个直接可观测的，因此受到很大的不确定性。因此，希望将极端星系团的研究扩展到直接观测，如爱因斯坦半径（ER）。我们的目标是评估在标准LCDM宇宙学中MACS J0717.5的大观测ER的发生概率。特别是，我们想在一个给定的宇宙学体积的分布函数的单个最大的ER模型，并研究的基本假设和效果有最强的影响的结果。我们得到这个分布的Monte Carlo方法，基于过去的光锥上的晕人口的半解析建模。在对分布进行采样后，我们将结果与我们用于后续分析的一般极值（GEV）分布进行拟合。我们发现，最大ER的分布是特别敏感的晕质量函数的精确选择，透镜三轴度，内斜率的晕密度分布和质量浓度关系。利用得到的分布，我们研究了MACS J0717.5的大ER的发生概率，发现该系统与LCDM没有张力。我们还发现，GEV分布可以用来拟合非常准确的抽样分布，所有这些都可以描述的弗雷歇分布。由于大量的效应强烈地影响着单个最大ER的分布，标准的LCDM宇宙学是否能在单个观测的基础上被排除是值得怀疑的。尽管基本假设存在很大的不确定性，但如果想要这样做，则必须观测到比MACS J0717.5大得多的ER（> 100 arcsec）。
2012-08-20 astro-ph.CO
Baryon effects on the internal structure of LCDM halos in the EAGLE simulations
我们调查的内部结构和密度分布的质量$10^{10}-10^{14}~M_\odot$晕星系及其环境的演化和组装（EAGLE）模拟。这些遵循星系在$Λ$ CDM宇宙中的形成，并包括被认为是相关的重子物理学的治疗。EAGLE模拟再现了观测到的现今星系恒星质量函数，以及星系人口作为时间函数的许多其他属性。我们发现在EAGLE模拟和模拟，只遵循暗物质组件的晕质量之间的显着差异。尽管如此，在半径大于维里半径的5%时，可以用Navarro-Frenk-White（NFW）密度剖面很好地描述晕，但在更靠近中心的地方，恒星的存在会产生尖形剖面。在总质量分布的中央增强是最重要的质量$10^{12}-10^{13}M_\odot$，恒星分数峰值晕。在径向范围内，他们很好地解决，由此产生的星系旋转曲线与恒星质量$M_*<5\times10^{10}M_\odot$的星系的观测数据非常吻合。我们提出了一个经验拟合函数，描述了总质量的配置文件，并表明其参数与晕质量强相关。
2015-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
An accurate halo model for fitting non-linear cosmological power spectra and baryonic feedback models
我们提出了一个优化的变体晕模型，旨在产生准确的物质功率谱以及到广泛的宇宙学模型的非线性制度。要做到这一点，我们引入物理动机的自由参数的晕模型形式主义，并适合这些数据从高分辨率$N$体模拟。对于各种$Λ$ CDM和$w$ CDM模型，对于$k\leq 10h\,\mathrm{Mpc}$和$z\leq 2$，Halo模型功效精确到$\simeq 5$百分比。我们的新晕模型的一个优点是，它可以适应占重子反馈的功率谱的影响。我们证明了这一点，通过拟合晕模型的功率谱从OWLS流体动力学模拟套件通过参数，管理晕内部结构。我们能够适应所有的反馈模型调查在5%的水平，只使用两个自由参数，我们把这些光环参数的范围内的OWLS模拟调查的反馈模型的限制。对高- $k$的准确预测对于弱透镜测量至关重要，并且这些晕圈参数可以被视为滋扰参数，在未来的分析中边缘化，以减轻反馈细节的不确定性。最后，我们调查如何透镜观测量预测我们的模型相比，从模拟和HALOFIT的范围内的$k$切割和反馈模型和量化的角度尺度，这些影响变得重要。从本文中提出的模型计算功率谱的代码可以在https://github.com/alexander-mead/hmcode上找到
2016-05-10 astro-ph.CO
The abundance of Bullet-groups in LCDM
我们估计了质量大于$10^{13}$ Msun/h的暗物质晕中两个主要暗物质峰之间的位移（DM-DM位移）和DM与气态重子峰之间的位移（DM-gas位移）的预期分布。我们使用SL 2 S J 08544 -0121的观测作为基准，SL 2 S J 08544 -0121是迄今为止观测到的最低质量系统（$1.0\times 10^{14}$ Msun/h），其特征在于具有错位气体成分的双峰暗物质分布。我们发现，$(50 \pm 10)$ %的暗物质晕的圆速度在300公里/秒至700公里/秒（组）显示DM-DM位移等于或大于$186 \pm 30$ kpc/h，如SL 2 S J 08544 -0121中所观察到的。对于圆速度大于700 km/s的暗物质晕（星团），这一比例上升到70 $\pm$ 10%。使用相同的模拟，我们估计的DM气体位移，并发现0.1%至1.0%的集团应目前的分离等于或大于$87\pm 14$ kpc/h对应于我们的观测基准;对于集群这一比例上升到（7 $\pm$ 3）%，与以前的研究一致的暗物质重子分离。考虑到对DM-DM和DM-气体置换的约束，我们发现类似于SL 2 S J 08544 -0121的基团的数密度为$\sim 6.0\times 10^{-7}$ Mpc $^{-3}$，是团簇估计值的三倍。这些结果开辟了一个新的统计测试LCDM的可能性，寻找DM…
2014-06-02 astro-ph.CO
The formation of massive black holes in z~30 dark matter haloes with large baryonic streaming velocities
红移z > 6的~10^9 Msun类星体超大质量黑洞（BH）的起源仍然是一个理论难题。一种可能性是，它们是由原始的、原子冷却的（温度T ~ 8000 K; PAC）气体的“直接坍缩”中形成的~10^5兆太阳质量的黑洞形成的，由于缺乏分子氢和金属，这些气体没有碎裂形成普通的恒星。我们提出重子流-宇宙重组中气体相对于暗物质的残余相对运动-为建立直接坍缩的必要条件提供了一种自然的机制。这种效应通过抑制气体进入暗物质晕而延迟了第一批恒星的形成;超过均方根值两倍的流速可以阻止恒星的形成，直到晕维里温度Tvir ~ 8000 K。由此产生的PAC气体可以通过文献中提出的任何机制继续形成大量的BH，以在没有紫外背景的情况下诱导直接坍缩。这种情况下产生的晕包含PAC气体的特征红移z ~ 30。它可以解释z = 6时最明亮的类星体的丰度，无论直接坍缩是否发生在几乎所有或不到1%的PAC晕中。
2014-01-07 astro-ph.CO
The baryonic Tully-Fisher relation and galactic outflows
宇宙中的大多数重子都不是恒星和星系中的冷气体的形式。由超新星/恒星风驱动的星系外流是解释这一事实的主要机制。星系质量和外旋速度之间的标度关系（也称为重子塔利-费舍尔关系，BTF）最近被用作反对这一观点的证据。我们使用基于LCDM的半解析盘星系形成模型来研究这些说法。在我们的模型中，恒星形成效率较低和气体比例较高的星系在从星系中喷射气体方面更有效。这是因为恒星形成效率较低、气体含量较高的星系往往生活在圆周速度较低的暗物质晕中，从那里逃离势阱所需的能量较少。在我们的模型中，BTF中的本征散射为0.15 dex，并且主要反映暗晕浓度中的散射。所观察到的散射，等于0.24 dex，主要是由测量误差。对固有散射的最佳估计是它小于0.15 dex，因此我们基于LCDM的模型（不包括所有可能的散射源）仅与此一致。在我们的模型中，富含气体的星系，在固定维里速度（V_vir），与较低的恒星质量有较低的重子质量。这与恒星质量较低的星系具有较少的能量来驱动外流的预期一致。然而，当使用外旋转速度（V_flat）时，相关性具有相反的符号，具有与观测一致的斜率。这是由于V_flat和V_vir之间的关系分散。总之，与以前的一些说法相反，我们表明，BTF的基本特征是一致的LCDM为基础的模型，其中的低效率的星系形成是由星系流出。
2012-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Baryonic Assembly of Dark Matter Halos
我们使用一套宇宙学流体动力学模拟来量化的吸积率的重子到暗物质晕和由此产生的重子质量分数，作为晕质量，红移和重子类型（包括冷，热气体）的函数。我们发现，通过维里半径的重子吸积率的净星系外流是敏感的，并探讨了一系列的外流参数来说明的效果。我们表明，冷气体吸积率一般不是一个简单的普遍因素的暗物质吸积率，星系风可以导致恒星形成率偏离显着的外部气体吸积率，无论是通过气体喷射和再吸积。此外，星系风可以在周围的介质中注入足够的能量和动量来减缓吸积，特别是在低质量的晕和低红移的情况下。通过求解吸积率与晕中心半径的关系，我们展示了冷流如何在z>2时穿透大质量晕的热大气，但在较低的红移时逐渐消失。总重子质量分数也强烈抑制流出低质量晕，但几乎是普遍的，在没有反馈的晕以上的UV背景抑制尺度。过渡晕的质量大致恒定在约10^11.5兆太阳，并且不敏感地依赖于风的规定。在过渡晕中，冷分量和热分量的气体质量相等。在无风条件下，给出了冷气体吸积成晕速率的简单拟合公式。最后，我们表明，冷吸积与驱动z~2观测到的大量恒星形成星系大致一致，但更强烈的恒星形成者可能采样吸积率分布的高端，并可能通过气体再循环，气体再吸积，热模冷却和合并的组合来额外提供燃料。
2011-08-10 astro-ph.CO
Satellites and Haloes of Dwarf Galaxies
利用SDSS/DR 7光谱星表研究了卫星星系的丰度与恒星质量的关系。与以前的研究主要集中在明亮的主星不同，我们的中央星系涵盖了从矮星到中央星系团星系的广泛恒星质量范围，10^7.5 < M_*^pri/M_sun < 10^11。我们的分析证实，明亮主星周围的卫星平均数，当用卫星与主星质量比（msat/mpri）表示时，是mpri的强函数。另一方面，对于矮星主星（M_*^pri<10^10 M_sun），卫星丰度在很大程度上与主星质量无关。这些结果与LCDM情景中的星系形成模型一致。我们发现SDSS数据和半解析模拟星系目录之间的协议从千禧年II模拟。卫星星系跟踪LCDM中的暗物质子结构，因此卫星丰度反映子结构和星系恒星质量（M *）对晕质量（M200）的依赖性。由于暗物质的亚结构几乎是无标度的，卫星丰度对原始质量的依赖性完全取决于星系质量-晕质量关系中定义明确的特征质量。在矮星系尺度上，模型预测了幂律标度M_* \propto M_200 ^[2.5]，相似性得以保持，卫星丰度与原始质量无关。对于比M_*-M_200关系的特征质量更亮的原色，卫星丰度随着原色质量的增加而显著增加。我们的研究结果为LCDM星系形成模型中设想的矮星系质量对晕质量的陡峭的、近似幂律的依赖性提供了强有力的支持。
2012-10-04 astro-ph.CO
Bending the web: exploring the impact of modified gravity on the density field and halo properties within the cosmic web
本文利用 f(R) 与 nDGP 的 N 体模拟，按宇宙网环境分析密度场、聚类及暗晕质量和自旋，揭示修改引力的高阶统计特征。
2024-10-25 astro-ph.CO
Reproducing the Stellar Mass/Halo Mass Relation in Simulated LCDM Galaxies: Theory vs Observational Estimates
我们用完全宇宙学的LCDM高分辨率SPH + N-Body模拟方法研究了一个新的模拟场星系样本的当前恒星-晕质量比（SHM）随晕质量的变化，这些模拟包括对金属线冷却、尘埃和自屏蔽、H2基恒星形成和超新星驱动气体外流的显式处理。这18个模拟的晕的质量从10^8的几倍到近10^12太阳质量不等。在z=0时，我们模拟的星系具有场星系典型的重子含量和形态。在2.2 x 10^3到4.5 x 10^10太阳质量的恒星质量范围内，我们发现模拟中的SHM比率与Moster等人（2012）提出的统计Abstraction Matching Technique的当前预测非常一致。与过去的模拟相比，这种改进是由于许多系统因素，每个因素都降低了SHM比率：1）气体流出，降低了整体SF效率，但允许形成冷气体成分2）使用人工观测和类似于观测中使用的测光技术估计模拟星系的恒星质量3）考虑系统，由于忽略了宇宙时间内的重子损失，在仅使用DM的模拟中，总晕质量被高估了30%。我们的分析表明，基于光度星等的恒星质量估计可能会低估旧恒星星族对总恒星质量的贡献，导致单个星系的恒星质量误差高达50%。这些结果强调了使用适当的技术来比较模拟与观测的重要性，并减少了星系形成模型和真实星系中恒星形成效率之间的紧张关系。
2012-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring Self-Interacting Dark Matter Halos with Diverse Baryonic Distributions: A Parametric Approach
本研究扩展仅暗物质晕参数化模型纳入重子物质，通过引力热相表征SIDM晕状态，校准模型并实现高效探索多样化晕的SIDM效应，分离演化历史与当前状态以辅助模型识别。
2024-11-27 astro-ph.CO
The bulge-halo conspiracy in massive elliptical galaxies: implications for the stellar initial mass function and halo response to baryonic processes
最近的研究表明，大质量椭圆星系在有效半径内的总质量密度分布可以近似为ρ_{tot} \propto r^{-ε '}，平均斜率<ε'>=2.08 \pm 0.03，散射度σ_ε '= 0.16 \pm 0.02。这个小的斜率分散（称为膨胀晕阴谋）在基于LCDM的模型中并不常见，因此包含了关于星系形成过程的信息。我们计算了基于LCDM的模型的γ'分布，该模型再现了SDSS中早期星系的恒星质量、速度色散和有效半径之间观察到的相关性。这些模型具有一系列恒星初始质量函数（IMF）和对星系形成的暗晕响应。观测到的γ'的分布很好地再现了宇宙学动机，但未收缩的暗物质晕，和Salpeter型IMF的模型。其他模型平均被数据排除，即使它们可能发生在个别情况下。具有绝热晕收缩（和较轻IMF）的模型预测的α '值太小。具有晕圈膨胀或质量跟随光的模型预测了过高的“α”值。我们的研究表明，大规模的早期型星系的非同源结构可以精确地复制LCDM模型，如果IMF是不普遍的，如果机制，如活动星系核的反馈，或动力学摩擦，有效地平均抵消收缩的光环预期重子冷却的结果。
2014-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Concentrating the Dark Matter in Galaxy Clusters through Tidal Stripping of Baryonically-Compressed Galactic Halos
大质量X射线星团的引力透镜观测意味着一个陡峭的特征密度分布，其特征是中心集中的暗物质。在150 kpc的投影半径内观测到的质量分数是在标准Lambda-CDM宇宙学的最新暗物质模拟中发现的质量分数的两倍。没有观察到可以解释这种差异的中心重子增强，留下了一个主要的谜团。我们提出了一个解决方案的基础上的合并历史的集群。星系团晕的最终暗物质含量中有很大一部分来自星系大小的晕，其中气体可以将暗物质核心冷却和压缩到高密度。随后的潮汐剥离这种压缩的暗物质发生在更接近星系团晕中心的密度更高的区域。最终，最初冷却的气体必须通过反馈分散到星团内的介质中，以与在星团中没有发现中心重子增强的观测保持一致。尽管如此，早期银河系暗物质的绝热压缩仍然对星系团产生了净效应。使用一个简单的模型，这一过程中，我们表明，中央集群配置文件进行了大幅修改，可能解释所观察到的差异。
2009-07-06 astro-ph.CO
Cosmic Reionization On Computers: Baryonic Effects on Halo Concentrations During the Epoch of Reionization
重子既通过绝热收缩增加晕的浓度，又通过反馈过程排出质量。然而，在再电离时期普遍存在的辐射场如何影响暗物质晕中浓度的演化还不是很清楚。我们研究重子物理在再电离时代如何修改计算机宇宙再电离（CROC）模拟中的暗物质晕结构。我们使用两种不同的措施晕浓度量化的影响。我们比较浓度的晕之间匹配的全物理模拟和暗物质只有模拟$5 \leq z \leq 9$之间具有相同的初始条件。全物理模拟中的重子确实会将物质拉向中心，与仅暗物质模拟相比，增加了最大圆周速度。然而，它们的总体影响要比所有重子简单地集中在中心的情况小得多，这表明加热过程有效地抵消了冷却效应。最后，我们表明，在$z\approx5$晕浓度的重子效应是相对不敏感的再电离历史的环境变化。这些结果是有关模型的星系晕连接在再电离的时代。
2022-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clustering and Halo Abundances in Early Dark Energy Cosmological Models
考虑早期暗能量（EDE）的LCDM宇宙学模型被提出来解决哈勃常数H_0 = 100 h km/s/Mpc的局部测量值（h ~ 0.73）和由普朗克宇宙微波背景（CMB）和其他早期宇宙测量值加上LCDM的结果（h ~ 0.67）之间的矛盾。EDE模型通过增加一个标量场来实现这一点，该标量场在红移z ~ 3500的辐射主导时代结束时临时增加了相当于宇宙学能量密度约10%的暗能量。在这里，我们比较了线性和非线性预测的普朗克归一化LCDM模型，包括EDE给h = 0.728与标准普朗克归一化LCDM与h = 0.678。我们发现非线性演化减小了低红移处涨落功率谱之间的差异。因此，在z = 0时，星系尺度上的晕质量函数几乎相同，只有1- 2%的差异。然而，在高红移时，差异显著增加。EDE模型预测，在z = 1时，星系团的质量会增加50%，在z = 4时，星系团的质量会增加两倍。在更高的红移处，星系质量晕的丰度甚至会更大地增加，这可能会使用EDE重新定义宇宙变得更容易。预测的星系丰度和集群将很快通过JWST观测进行测试。重子声振荡（BAO）和关联函数的位置在两个模型之间相差约2%--这种效应不会被非线性所消除。这里研究的标准LCDM和EDE模型与目前可用的声学尺度观测结果吻合良好，但DESI和欧几里得测量将提供严格的新测试。
2020-06-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
LCDM: Triumphs, Puzzles and Remedies
在过去的十年中，LCDM与几何数据探针的一致性水平一直在随着时间的推移而增加。尽管取得了这些成功，但LCDM预测和动力学数据探测之间仍存在一些令人困惑的冲突（体流，低CMB多极子的排列和大小，类星体光学偏振矢量的排列，星系团晕轮廓）。大多数这些难题是与存在的首选各向异性轴，似乎是不太可能接近对方。简要讨论了几个预测宇宙学优先轴存在的模型。
2011-04-04 astro-ph.CO hep-ph
