Joint inference on the redshift distribution of fast radio burst and on the intergalactic baryon content
背景：快速射电暴是起源于银河系外的瞬时射电脉冲。它们的色散度量是源和观测者之间电离星系际介质中重子含量的指示。然而，使用非定域快速射电暴的推论是退化到宿主星系的红移分布。方法：我们进行联合推断的星系际重子含量和快速射电暴红移分布与贝叶斯统计的使用，通过比较不同的模型的可能性，以重现所观察到的统计数据，以推断出最可能的模型。除了两种模型的星系际介质，我们认为从本地环境的源，假设是一个磁星，以及主机和干预星系的代表性合奏的贡献。结果如下：假设丢失的重子存在于电离的星系际介质中，我们的结果表明，观测到的快速射电暴的红移分布峰值在$z \lesssim 0.6$。然而，从不同的仪器关于星系际重子内容的结论分歧，因此需要额外的变化，观察到的主机红移分布，超出了望远镜的选择效应所造成的。
2021-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
The halo bispectrum as a sensitive probe of massive neutrinos and baryon physics
本研究利用BAHAMAS模拟套件探究重子物理与大质量中微子对暗晕双谱的影响，发现暗晕成团通常受重子物理增强，双谱对恒星形成反馈效率和中微子质量高度敏感且二者效应可分离，为下一代巡天高精度测量提供支持。
2023-05-05 astro-ph.CO
The Baryon Content of Cosmic Structures
我们对从最小的星系到丰富的星系团的结构中的重子质量和引力质量进行了盘点。我们发现，转换成恒星的重子的比例达到最大值之间的M500 = 1E12和1E13 Msun，这表明恒星形成是最有效的明亮的星系群。所有形式的重子所占的比例都与作为质量函数的宇宙重子比例单调偏离。在最大尺度的星系团中，大多数预期的重子都被探测到，而在最小的矮星系中，只有不到1%的重子被探测到。这些消失的重子存在于何处尚不清楚。
2009-11-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
On the degeneracy between baryon feedback and massive neutrinos as probed by matter clustering and weak lensing
大量的中微子，由于它们的自由流动，在中等和小尺度上产生物质功率谱的抑制，这可以通过星系团和/或弱透镜观测来探测。这种效应发生在也受重子反馈影响的尺度上，即银河风或活动星系核（AGN）反馈，在现实的流体动力学模拟中也显示出产生功率抑制。撇开，目前，复杂的问题，星系的偏见，我们专注于在这里的物质聚集和层析弱透镜，我们调查重子反馈和中微子之间可能的简并性，这是不太可能降低显着的中微子质量的测量在未来的调查。为此，我们生成模拟数据集，并使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）技术拟合它们，并探索反馈参数和中微子质量之间的简并性。我们通过拟合函数模型重子反馈，而大量的中微子占，也在非线性制度，使用Halofit校准对准确的N体中微子模拟。在误差预算中，我们包括非线性建模中的不确定性。无论是对物质成团还是弱透镜，我们都能在$\sim 0.25σ$置信水平内恢复输入中微子的质量。最后，我们还考虑了弱透镜模拟数据中的内在对准效应。即使在这种情况下，我们能够恢复正确的参数：特别是，我们发现一个显着的简并模式之间的$M_ν$和固有的对齐参数$A_\mathrm{IA}$。
2019-05-06 astro-ph.CO
Towards the 2020 vision of the baryon content of galaxy groups and clusters
星系群和星系团在大尺度宇宙结构中占有特殊的地位，因为它们是宇宙中最大和质量最大（从~10^13 Msun到超过10^15 Msun）的物体，有时间经历引力坍缩。大质量的星系团意味着它们的物质是从大约8-40 Mpc大小的共同运动区域中吸积而来的，因此应该代表宇宙的平均物质含量。在未来十年中，敏感的多波长观测应该能够绘制出z<~ 1的所有主要质量成分（恒星、冷、暖、热气体和总质量）的径向分布图。与此同时，对真实和模拟星系团样本的比较研究将使我们能够将星系团作为名副其实的天体物理实验室，用于研究星系形成，以及测试我们的结构形成理论模型和关于支配宇宙的基本物理学的基本假设。
2009-03-02 astro-ph.CO
Imprint of baryons and massive neutrinos on velocity statistics
我们探讨重子效应（即恒星和活动星系核反馈）的时刻成对速度使用的插图TNG，鹰，cosmo-OWLS，和BAHAMAS套件的宇宙流体动力学模拟的影响。假设的气体成分的平均成对速度如下的暗物质在这里研究在小的分离，我们发现，即使在10-20 $h^{-1}\mathrm{Mpc}$的对分离有4-5%的速度偏差。在较小的分离，它变得更大的强度取决于亚网格处方。通过分离不同的物理过程，我们的研究结果表明，大尺度的速度偏差主要是由恒星，而不是AGN反馈驱动。如果不加以解释，这种速度偏移可能会在未来的宇宙微波背景（CMB）调查中偏离动力学Sunyaev-Zel'dovich效应的宇宙学约束。此外，我们研究如何的一个和二个时刻的成对速度的重子和中微子的自由流效应的影响，无论是物质和气体成分。对于这两个时刻，我们能够解开重子过程的影响，从那些大质量的中微子;和低于对分离的20 $h^{-1}\mathrm{Mpc}$，我们发现，这些时刻的成对速度随中微子质量的增加而减少。因此，我们的工作铺平了一条道路，其中成对的速度统计可以用来限制总质量的中微子从未来的CMB调查和特殊的速度调查。
2020-10-12 astro-ph.CO
Super cuspy dark matter halos of massive galaxies due to baryon-driven contraction
该研究通过baryon驱动收缩解释了大质量星系中超尖锐暗物质晕的形成，提出新的方法推导暗物质晕并验证其重要性。
2023-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Baryon Content of Cosmic Filaments Using Localized Fast Radio Bursts and DESI Imaging Data
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area（粤港澳大湾区宇宙线科学中心）
本研究利用定位的快速射电暴和DESI成像数据，通过DisPerSE算法识别宇宙暗物质丝，发现信号穿过暗物质丝的FRB色散量与红移关系存在约3σ显著性的差异，由此推断出暗物质丝中的重子超密度和随红移降低的重子比例，为追踪缺失重子提供了独立方法。
2025-11-02 astro-ph.CO
Massive graviton dark matter with environment dependent mass: A natural explanation of the dark matter-baryon ratio
我们提出了一个方案，可以自然地解释观察到的暗物质重子比的背景下，变色龙场的双度规理论。我们引入两个额外的引力自由度，大质量引力子和变色龙场，分别对应于暗物质和暗能量。变色龙场被假设为与暗物质非最小耦合，即，大质量引力子，通过引力子质量项。我们发现，由于变色龙场的能量转移，暗物质-重子比动态地调整到观测值。结果表明，该模型可以解释观测到的暗物质-重子比，而与它们的初始丰度无关。
2017-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Information Content of Anisotropic Baryon Acoustic Oscillation Scale Measurements
在星系巡天中对重子声学振荡（BAO）特征进行各向异性测量，可以联合推断哈勃参数$H(z)$和角直径距离$D_A(z)$。这些测量通常是从测量的2点聚类统计的矩中获得的，相对于与视线$μ$的角度的余弦。BAO特征在每个矩中的位置取决于$D_A(z)$和$H(z)$的组合，并且测量两个或多个矩中的位置会破坏该参数简并性。我们推导出解析公式的参数组合的勒让德多项式，幂律和顶帽楔在$μ$的时刻，明确显示了什么是由每个测量的实空间的关联函数和功率谱，并在红移空间的功率谱。现代星系样本覆盖的体积很大，这意味着关联函数可以很好地近似为在BAO尺度上的不同$μ$上没有相关性，并且在这个尺度上的误差近似与$μ$无关。使用这些近似，我们得到的信息内容的各种时刻。我们表明，测量使用的双极和四极，或双极和$μ^2$幂律矩，是最佳的各向异性BAO测量，因为它们包含所有可用的信息，使用两个时刻，测量$H(z)$和$D_A(z)$所需的最小数量。我们使用600个模拟星系样本测试我们的预测，这些样本与SDSS-III重子振荡光谱巡天CMASS样本相匹配，与我们的分析预测很好地匹配。我们的研究结果应该能够从未来的星系调查，如eBOSS，DESI和Euclid的信息的最佳提取。
2015-04-29 astro-ph.CO
Mapping "out-of-the-box" the properties of the baryons in massive halos
我们在光滑粒子流体动力学宇宙学模拟的$Magneticum$套件中研究了大质量晕（$M_{vir} > 10^{13} \ h^{-1}M_{\odot}$）中重子的分布，达到了$10 R_{500,\mathrm c}$前所未有的径向范围。我们确认，在非引力物理现象的作用下，重子质量分数是较低的内部区域（$<R_{500,\mathrm c}$）的质量越来越少的晕，并上升向外移动，与范围从51%（87%）的$R_{500,\mathrm c}$周围的区域的95%（100%）的$10R_{500,\mathrm c}$的宇宙学值的系统中的最低（最高; $M_{vir} \sim 5 \times 10^{14} \ h^{-1}M_{\odot}$）质量。星系群几乎匹配的气体（和重子）部分测量最大质量的晕只有在非常大的半径（$r>6 R_{500,\mathrm c}$），重子消耗因子$Y_{\rm bar} = f_{\rm bar} / (Ω_{\rm b}/Ω_{\rm m})$接近单位的值，预期的“封闭箱”系统。我们发现，径向和质量的重子，气体和热耗尽因子的依赖性是可预测的，并遵循一个简单的功能形式。恒星质量分数在质量较小的系统中较高，随着半径的增加而系统地降低，并达到恒定的$Y_{\rm star} \approx 0.09$值，其中气体金属丰度也是恒定的，无论宿主晕质量…
2022-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Physical constraints on the central mass and baryon content of satellite galaxies
最近对银河系卫星星系的分析表明，这些天体有着共同的中心质量密度，尽管它们的光度范围超过五个数量级。这一观测结果可以在星系形成理论的背景下通过量化将中心质量密度限制在一个小范围内的因素来理解。一个极限是由标准冷暗物质宇宙学中结构的分级增长所能坍缩到给定区域的最大质量所设定的。另一个限制来自于气体能够冷却并形成星系的自然阈值。这些卫星的光度范围很广，反映了超新星反馈对保留下来的冷却重子分数的影响。
2009-11-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The GALEX Arecibo SDSS Survey. IV. Baryonic Mass-Velocity-Size Relations of Massive Galaxies
作为正在进行的GALEX Arecibo SDSS巡天的一部分，我们展示了一个均匀的、有代表性的约500个大质量星系样本的动力学标度关系，这些星系仅根据恒星质量（>10^10 Msun）和红移（0.025<z<0.05）进行选择。我们比较重子Tully-Fisher（BTF）和Faber-Jackson（BFJ）的关系为这个样本，并研究星系如何分散周围的最佳拟合修剪的磁盘为主和膨胀为主的系统的子集。当BFJ关系应用于它们的最大样本时，BFJ关系比BTF分散得更少，并且不受困扰BTF的倾斜问题的影响。以星系为主导的富含气体的星系系统地偏离了由球状体定义的BFJ关系。我们表明，通过应用一个简单的校正恒星的速度色散，仅取决于星系的浓度指数，我们能够使磁盘和球状体到相同的动力学关系-换句话说，我们得到一个广义的BFJ关系，适用于我们的样本中的所有星系，无论形态，倾斜或气体含量，并具有小于0.1德克斯的散射。我们发现，磁盘和球状体的恒星色散的大小关系的偏移，而偏移被删除时，校正色散代替。广义的BFJ关系代表了全球暗物质和星系重子含量之间的基本相关性，这是服从所有（大质量）系统，无论形态。[删节]
2011-10-19 astro-ph.CO
Baryon Budget of the Hot Circumgalactic Medium of Massive Spiral Galaxies
在本星系周围的重子含量被观测到比大爆炸核合成所需的要少得多。模拟表明，这些“失踪重子”中的很大一部分可能储存在大质量星系周围的热的稀薄环星系介质（CGM）中，这些介质延伸到甚至超过了它们的暗物质晕的维里半径。以前的X射线和Sunyaev-Zel'dovich（SZ）信号观测表明，预期重子的$\sim(1-50)\%$存储在维里半径内的热CGM中。大的散射主要是由基于小径向范围内（通常在维里半径的10 - 20%内）的探测的热气体密度分布的非常不确定的外推造成的。在这里，我们报告堆叠X射线观测的六个本地孤立的大质量螺旋星系的CGM-MASS样本。我们发现，平均密度分布可以由一个单一的幂律的特点，以银河中心半径的$\approx 200\rm~kpc$（或$\approx130\rm~kpc$以上的1~ $σ$背景不确定度），大约一半的维里半径的暗物质晕。我们现在可以估计，维里半径内的热CGM可以解释晕所预期的重子质量的$(8\pm4)\%$。包括恒星在内，重子分数是$(27\pm16)\%$，或$(39\pm20)\%$，假设密度分布在$r\gtrsim130\rm~kpc$。我们的结论是，在大质量星系晕维里半径内的热重子不足以解释“失踪重子”。
2018-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring the total and baryonic mass profiles of the very massive CASSOWARY 31 strong lens. A fossil system at z ~ 0.7?
本文研究了剑桥和斯隆巡天（CASSOWARY）第31号偏转器中的总质量和重子质量分布。我们确认光谱的四个图像透镜系统在红移1.4870与VLT/X-射手的观察。这些透镜图像分布在一个红移为0.683的明亮早期星系周围，周围是几个光度红移相似的较小星系。我们使用现有的光学和X射线数据来约束偏转器总，恒星，和热气体质量，分别通过强透镜，恒星星族分析，等离子体建模。我们推导出在爱因斯坦半径R_Ein = 70 kpc内投影的总质量为（40 +/- 1）× 10^12 M_Sun，总质量密度的中心对数斜率为-1.7 +/- 0.2。尽管中心星系的恒星质量和速度色散非常高，为（3 +/- 1）x 10^12 M_Sun，（450 +/- 80）km/s，偏转器的累积恒星质量-总质量分布表明，在中心星系有效半径R_e = 25 kpc的投影中，恒星质量分数非常低，只有20%（3%-6%（R = 100千秒差距）。我们还发现，CSWA 31偏转器的属性表明它是迄今为止研究的最遥远和最大的化石系统之一。异常强大的中央暗物质优势和这个系统可能的化石性质使它成为详细测试宇宙学模型和结构形成情景的有趣目标。
2013-05-24 astro-ph.CO
Tidal Dwarf Galaxies and missing baryons
潮汐矮星系是在大质量螺旋星系的相互作用、碰撞或合并过程中形成的。它们在质量、大小上类似于“正常”的矮星系，并成为围绕其巨大祖先运行的矮卫星。然而，它们保留了一些来自其起源的特征，使它们成为宇宙学研究的有趣目标。特别是，它们应该没有来自球状晕的暗物质。平坦的旋转曲线和高的动力学质量可能表明存在一个看不见的分量，并限制了“失踪重子”的性质，已知存在但无法直接观察到。宇宙中矮星系的数量是另一个宇宙学问题，如果潮汐矮星系经常在高红移时形成，当合并率很高时，它们中的许多幸存下来直到今天，这可能会受到显着影响。
2009-07-22 astro-ph.CO
The uncommon intracluster medium features of the first massive clusters selected independently of their baryon content
本研究利用弱引力透镜选出的4个中等红移大质量星系团样本，发现其ICM罕见特征数量远多于同质量ICM选星系团，揭示了传统ICM选样本在星系团热力学性质研究中存在根本性偏差。
2025-01-13 astro-ph.CO
Dark matter cores in massive high-$z$ galaxies formed by baryonic clumps
一些恒星形成的大质量星系在红移2的旋转曲线下降的径向范围内的几倍的有效半径，表明一个显着的赤字暗物质（DM）的质量在星系中心。DM质量赤字被解释为DM密度核心的存在，而不是标准宇宙学模型预测的尖突结构。最近的一项研究提出，星系合并，其中较小的卫星星系被星系气体的耗散收缩显着压缩，可以加热宿主星系的中心，并有助于形成一个大的DM核心。通过使用一个$N$体模拟，我们发现，大量的DM质量进口到中心的合并卫星，使这种情况下不太可能解决DM质量赤字。在这项工作中，我们考虑在高红移星系中的巨重子团作为另一种热源来创造具有DM核的重子主导星系。由于动力学摩擦，团簇的轨道在几个Gyr中衰减，重子在银河系中心凝聚。作为一个反反应，晕中心被加热，密度尖被压平。重子凝聚和核心形成的结合使得星系重子主要集中在中心2-5 kpc，与观测星系的有效半径相当。因此，巨重子团的动力学加热是解释高红移星系中观测到的DM缺乏的可行机制。
2022-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Influence of baryons on the orbital structure of dark matter haloes
我们使用一套最先进的高分辨率宇宙学流体动力学模拟--超大规模模拟（OverWhelmingly Large Simulations，OWLS），研究了在形成过程中由重子在暗物质晕上留下的动力学特征.我们提出了一个详细的研究实施反馈处方的影响，轨道上的暗物质粒子，恒星粒子和subhaloes，分析运行没有反馈，与恒星的反馈和反馈从超大质量黑洞。我们关注的是在z = 0（2）时维里质量约为6 x 10^{13}（~ 7 x 10^{11}）Msun/h的晕的中心区域（0. 25 r_{200}）。我们还研究了这些晕的轨道内容（不同轨道类型的相对分数）如何取决于几个关键参数，如它们的质量，红移和动力学状态。这些模拟的轨道内容的频谱分析的结果进行了比较，并量化的盒，管和不规则轨道的分数的变化。在宇宙学模拟中发现盒形轨道支配着暗物质晕的轨道结构。盒子轨道的分数与中心重子分数之间有很强的相关性。虽然辐射冷却的作用，以减少部分的盒子轨道，强反馈的实施结果在一个类似的轨道分布的暗物质唯一的情况。恒星粒子所描述的轨道内容被发现是非常相似的，从暗物质粒子的轨道，这表明，要么他们已经忘记了自己的动力学历史，或者说，subhaloes带来的恒星是没有偏见的主要分布方面显着。的subhaloes的轨道内容是在广泛的协议，在粒子分布的外部区域看到的。
2012-04-23 astro-ph.CO
Probing the missing baryons with the Sunyaev-Zel'dovich effect from filaments
在局域宇宙中对星系和星系团的观测只能解释全部重子含量的$\sim\,10\%$。宇宙学模拟预测，“失踪的重子”散布在宇宙网中的各个结构中，形成温度为$10^5-10^7\,\!$ K的低密度气体。我们通过叠加斯隆数字巡天的1，002，334对CMASS星系的热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应的普朗克康普顿$y$参数图来寻找这种温暖的星系际介质（WHIM）。我们的模型的贡献，假设球对称的星系晕对，找到一个剩余的tSZ信号在$2.9\mbox{$ σ $}$水平从一个堆叠的灯丝长度$10.5\,h^{-1}\,\rm Mpc$与康普顿参数大小$y=(0.6\pm0.2)\times10^{-8}$。我们考虑了可能的污染源，并得出结论，结合气体的晕可能只有助于高达$20\%$的测量的间接信号。为了估计灯丝气体的性质，我们测量了同一对星系样本的引力透镜信号;结合tSZ信号，这产生了一个推断的气体密度$ρ_{\rm b}=(5.5\pm 2.9)\times\bar{ρ_{\rm b}}$和温度$T=(2.7\pm 1.7) \times 10^6\,$ K。这一结果与WHIM性质的预测是一致的，总的来说，额外的气体可以解释宇宙中重子总含量的$ 11\pm 7\%$。我们还看到了气体细丝延伸到星系对之外的证据。在这个较长的基线上求平均值提高了tSZ信号的显著性，并将相关的重…
2019-03-01 astro-ph.CO
Baryon and Sunyaev-Zel'dovich effect properties of MareNostrum and MultiDark simulated clusters (MUSIC)
我们报告的音乐项目的第一个结果。它由两个数据集的resimulates集群提取两个大的暗物质只模拟：Marenostrum宇宙和Multidark。总的来说，MUSIC包含了400多个高分辨率重新模拟的星团，包括辐射和非辐射物理。在这里，我们提出的重子内容和Sunyaev Zeldovich标度关系的性质的第一个结果。
2011-11-16 astro-ph.CO
Peak star formation efficiency and no missing baryons in massive spirals
人们普遍认为，在整个哈勃时间内，星系使用与其暗物质晕相关的一小部分重子来形成恒星。这种所谓的低“恒星形成效率”$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
Angular momentum properties of haloes and their baryon content in the Illustris simulation
在无碰撞N体模拟中，维里化的暗物质晕的角动量特性已经得到了很好的测量，但是对重子自旋的同样精确的分析仍然缺失。我们采用的Illustris模拟套件，第一个模拟的星系形成与完整的流体动力学，产生一个现实的星系人口在一个相当大的体积，量化的重子自旋属性超过$\sim$ 320,000晕。我们首先比较了不同自旋参数和晕定义之间的系统差异，以及样品选择标准对导出性质的影响。我们证实，只有暗物质的晕表现出接近自相似的质量和红移的对数正态形式的自旋分布。然而，星系形成的物理过程从根本上改变了重子自旋的分布。虽然暗物质成分基本上不受影响，但扩散气体和形成的恒星成分的自旋出现了强烈的质量和红移趋势。随着时间的推移，束缚在晕上的重子的自旋矢量与暗物质的自旋矢量发生了偏差，在无辐射的情况下，它们的比角动量增加了$\sim$ 1.3倍，在z = 0的完整物理设置中，增加了$\sim$ 1.8倍。我们发现，这种增强重子自旋可以解释的合并过程中从暗物质到气体的特定角动量转移和从反馈驱逐低特定角动量气体从晕的综合效应。我们的研究结果挑战了某些自旋演化模型，并强调了由重子物理引起的晕结构的重大变化。
2016-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the redshift evolution of the baryon and gas fraction in simulated groups and clusters of galaxies
本研究利用Magneticum宇宙学模拟分析星系团重子与气体丰度的红移演化，揭示了不同质量暗物质晕的闭盒特性、耗竭参数分布规律及AGN反馈的相关作用，为检验AGN反馈模型提供了观测代理指标。
2023-05-16 astro-ph.CO
Testing Emergent Gravity with Optical, X-ray, and Weak Lensing Measurements in Massive, Relaxed Galaxy Clusters
我们使用光学和X射线波段的观测结果，利用放松的大质量星系团的物质密度来测试涌现引力的预测。我们改进了以前的工作在这一领域，包括重子质量贡献的最亮的星系团在每个系统中，除了从引力透镜和质量配置文件的X射线发射气体从钱德拉的总质量配置文件。我们使用这些数据的背景下，涌现引力预测的“表观”的暗物质分布从观察到的重子分布，反之亦然。我们发现，虽然在分析中包含最亮的星系团星系改善了与观察的一致性在内部区域的集群（$r \lesssim 10-30$ kpc），在较大的半径（$r \sim 100-200$ kpc）的质量分布和重子质量分数的涌现重力预测与观测的差异高达$\sim2-6$的一个因素，虽然协议改善半径附近$r_{500}$。至少在目前的形式下，“涌现引力”似乎并不能再现所观察到的松弛星系团和冷暗物质模型的特征。
2019-08-01 astro-ph.CO
Halo expansion in cosmological hydro simulations: towards a baryonic solution of the cusp/core problem in massive spirals
冷暗物质模型的一个明确预测是在所有质量尺度上存在尖状暗物质晕密度分布。这是不符合观察到的旋转曲线的旋涡星系，挑战小尺度上，否则成功的CDM范例。本文采用高分辨率的宇宙流体动力学模拟方法研究了耗散过程对类银河天体（M~ 1 e12 Msun）中暗物质内部分布的影响。我们的模拟包括超新星反馈，以及大质量恒星在爆炸成为超新星之前的辐射压力的影响。增加恒星反馈的结果在膨胀的暗物质晕，而不是收缩相对于N体模拟。重子能够擦除暗物质的尖形分布，在一个巨大的银河状晕的中心几千秒差距处产生一个平坦的、核心的、暗物质密度分布。的配置文件是很好的拟合Burkert配置文件，拟合参数与观察一致。此外，我们得到平坦的旋转曲线以及扩展，指数恒星盘配置文件。虽然我们获得的恒星盘仍然部分太厚，不像MW薄盘，但这项初步研究表明，重子分量中有足够的能量可以改变大质量盘星系中的暗物质分布，为长期存在的尖点与核心问题提供了可能的解决方案。
2011-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The stellar mass fraction and baryon content of galaxy clusters and groups
[摘要]对52个星团样本的分析表明，低质量的星团和星团在恒星含量方面并不是它们的大质量表亲的简单缩小版本：较轻的星团每单位星团质量有更多的恒星。同样的分析也显示，星团和星团群的恒星含量在给定的星团质量下表现出内在的扩散，即星团在它们所包含的恒星数量上彼此不相似，即使在固定的星团质量下也是如此。恒星的质量分数取决于晕质量，（对数）斜率为-0.55+/-0.08，在固定的星团质量下，内禀散射的dex为0.15+/-0.02。我们确定的气体质量分数在一个固定的集群质量的内在散射较小，0.06+/-0.01德克斯。恒星和气体质量分数的内禀散射是一个独特的特征，表明星系团和星系团收集物质的区域（几十Mpc）在气体和重子含量方面还不能代表宇宙的平均物质含量。观察到的恒星质量分数值与气体动力学模拟冷却和恒星形成的集群和集团显着不一致。我们发现，对于13.7<lg（质量）<15.0太阳质量的星系团和星系群，重子（气体+恒星）分数是相当恒定的，它与WMAP导出的值相差约6 sigma。这种偏移可能与我们对内禀散射的测量所指出的重子分数可能的非普适性有关。我们的分析是第一个不假设集群在给定的晕质量是相同的，它也是更准确的在许多方面。随机计算所用的数据和代码随文件分发。
2010-04-16 astro-ph.CO astro-ph.IM stat.AP
A Census of Baryons and Dark Matter in an Isolated, Milky Way-sized Elliptical Galaxy
我们提出了一个研究的黑暗和发光的物质在孤立的椭圆星系NGC 720，深X射线观测的基础上与钱德拉和朱雀。该气体被可靠地测量到~R2500，使我们能够在此半径内对封闭质量和重子分数（fb）进行良好的约束（M2500=1.6e12+/-0.2e12 Msun，fb（2500）=0.10+/-0.01;系统误差<~20%）。数据表明，热气体是接近流体静力学，这是支持了良好的协议与矮卫星星系的运动学分析。我们证实了一个暗物质（DM）晕在~20西格玛。假设一个NFW DM配置文件，我们的气体分布的物理模型使我们能够获得有意义的限制在尺度大于R2500，揭示了大多数的重子是在热气体。我们发现Rvir内的fb与宇宙学值一致，证实了~银河系质量（Mvir=3.1e12+/-0.4e12Msun）星系可以维持大质量准流体静力学气体晕的理论预言。虽然fb高于通常在类似质量的螺旋星系中测量的冷重子分数，但NGC 720中的气体分数（fg）和fb都与大质量星系群和星系团中质量趋势的外推一致。修正fg后，熵分布接近引力结构形成模拟的自相似预测，如在星系团中观察到的。最后，我们发现了一个强大的重金属丰度梯度在ISM中观察到的大规模星系群类似。
2011-01-05 astro-ph.CO
The Stripe 82 Massive Galaxy Project II: Stellar Mass Completeness of Spectroscopic Galaxy Samples from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey
重子振荡光谱巡天（BOSS）在$0.15<z<0.7$收集了超过100万个星系的光谱，体积为15.3 Gpc $^3$（9，376 deg $^2$）-为我们提供了一个研究最大质量星系种群的机会，样本方差为零。然而，BOSS样品是通过复杂的颜色切割选择的，这些颜色切割是为宇宙学研究而优化的，而不是星系科学。在本文中，我们补充BOSS样品的光度红移条纹82大质量星系目录和测量总星系恒星质量函数（SMF）在$z\sim0.3$和$z\sim0.55$。在总SMF的基础上，我们描述了BOSS样品的恒星质量完整性。高红移CMASS（“恒定质量”）样品受到质量不完整性的显著影响，并且仅在窄红移范围$z=[0.51,0.61]$中在$\log_{10}(M_*/M_{\odot}) >11.6$上完成80%。对于$z=[0.15,0.43]$，低红移LOWZ样品在$\log_{10}(M_*/M_{\odot}) >11.6$处完成80%。为了在较低的质量下构建质量完整的样品，光谱样品需要显著地补充光度红移。这项工作将使未来的研究能够更好地利用BOSS样本进行星系形成科学。
2015-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of massive neutrinos on the abundance of massive clusters
本文研究了一个包含冷暗物质（CDM）和质量尺度从mnu = 0.05到几个0.1eV的大质量中微子的混合暗物质模型的球形顶帽坍缩模型，该模型的上、下限范围由中微子振荡实验和宇宙学约束给出.为了发展这个模型，我们适当地考虑到不同的组件（辐射，重子，CDM和中微子）的密度扰动幅度之间的相对差异，假设绝热初始条件的顶帽CDM过密度区域。进一步，我们求解了线性化的Boltzmann方程组，得到了线性化的中微子微扰的时间演化，同时考虑了由于非线性CDM和重子超密度引起的非线性引力势的影响.我们发现，大质量中微子的存在减缓了CDM（加上重子）超密度的坍缩，然而，在我们考虑的中微子质量和晕质量范围内，由于中微子的自由流速度很大，中微子不能完全赶上非线性CDM微扰.我们发现，与CDM模型一样，考虑到大质量中微子对线性增长率的抑制作用，CDM超密度的坍缩时间可以由CDM+重子微扰的线性理论外推超密度很好地监控，并在给定的晕质量标度下进行平滑.利用这些发现，我们认为质量尺度为0.05或0.1eV的大质量中微子的存在可能会导致与没有大质量中微子的模型相比，大质量晕的丰度显着减少;例如，对于具有10^15 Ms和z=1的晕，分别增加25%或2倍。
2012-06-05 astro-ph.CO gr-qc
The impact of baryons on massive galaxy clusters: halo structure and cluster mass estimates
我们使用BAHAMAS和MACSIS流体动力学模拟来量化重子对大质量星系团的质量分布和动力学的影响，以及X射线和弱透镜质量估计的偏差。这些模拟使用BAHAMAS项目中校准的次网格物理模型，其中包括超新星和活动星系核的反馈。它们形成了一个覆盖质量几乎两个数量级的集群种群，在$z=0$有超过3,500个质量大于$10^{14}\,\mathrm{M}_\odot$的集群。我们首先从它们的自旋，形状和密度分布方面描述集群，然后考虑弱透镜效应和流体静力学质量估计的偏差。虽然包括重子效应导致更多的球形，集中的集群，中值弱透镜质量偏差是不受重子的存在。在暗物质和流体动力学模拟中，弱透镜测量低估了星团质量的${\approx}10\%$与$M_{200}{\leq}10^{15}\mathrm{M}_\odot$的集群，这种偏见趋于零，在更高的质量。我们还考虑流体静力学的偏见时，使用的真密度和温度分布，以及那些来自X射线光谱。当使用光谱温度和密度时，流体静力学偏差作为质量的函数而减小，导致具有$M_{500}{\geq}10^{15}\,\mathrm{M}_\odot$的簇的${\approx}40\%$的偏差。这是由于在星团外围存在较冷的气体。使用质量加权温度和真实密度分布将该偏差减小到$5{-}15\%$。
2016-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the degeneracies between baryons, massive neutrinos and f(R) gravity in Stage IV cosmic shear analyses
本研究开发了适用于f(R)引力的非线性物质功率谱仿真器REACTEMU-FR，结合重子反馈仿真器开展第四阶段宇宙剪切实验预测，分析了重子、有质量中微子与f(R)引力的参数简并及约束特性。
2023-11-03 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Giant disk galaxies : Where environment trumps mass in galaxy evolution
我们确定了一些最HI大质量和最快的旋转盘星系在本地宇宙的目的是探索这些极端盘星系的形成过程。通过结合数据从宇宙流项目，它一直重新分析档案星系HI配置文件，和3.6 $μ$米测光与斯皮策太空望远镜，我们可以测量恒星质量，我们使用重子塔利-费舍尔（BTF）的关系，以探讨这些大质量星系是否是不同的。我们讨论了几个结果，但最引人注目的是系统的HI大规模的样品以上的BTF的偏移。这些星系在其盘中比具有类似旋转速度的典型盘星系有更多的气体和更多的恒星。“凝聚的”重子分数，$f_C$，即暗物质晕中的重子分数，以冷气体或恒星的形式进入盘中，在HI质量样本中是典型的两倍，在某些情况下几乎达到了普适重子分数，这表明这些星系中最极端的星系几乎没有热重子成分或冷重子分布在盘外。相比之下，恒星的形成效率，即恒星的质量与恒星和气体的质量之比，在HI质量样本和典型的盘星系之间没有差异。我们的结论是，恒星的形成效率是由一个内部的，自我调节的过程，而$f_C$是受外部因素的影响。我们还发现，最大质量的HI检测到的星系位于优先的灯丝。我们提出的第一个证据的环境对星系演化的影响，使用动态定义的灯丝。
2015-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MillenniumTNG Project: The impact of baryons and massive neutrinos on high-resolution weak gravitational lensing convergence maps
本文利用MTNG光锥模拟高分辨率弱透镜会聚图，量化重子物理与大质量中微子对剪切统计的影响，并验证fixed & paired技术及stage IV巡天建模需求。
2024-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The XXL Survey. XIII. Baryon content of the bright cluster sample
传统上，星系团被认为保留了自其形成时代以来所吸积的所有物质。由于这个原因，它们的物质含量应该代表整个宇宙，因此它们的重子分数应该接近宇宙重子分数。我们利用XXL巡天中发现的100个最亮的星系团的样本来研究星系团中以热气和恒星形式存在的重子的比例。我们测量检测到的晕的气体质量和使用的质量-温度关系直接校准使用弱透镜测量XXL集群的一个子集，以估计晕质量。我们发现，XXL-100-GC集群的弱透镜校准气体分数是大大低于在以前的研究中发现，使用流体静力学质量。气体分数和质量之间的最佳拟合关系式为$f_{\rm gas,500}=0.055_{-0.006}^{+0.007}\left(M_{\rm 500}/10^{14}M_\odot\right)^{0.21_{-0.10}^{+0.11}}$。因此，星系团的重子预算在$r_{\rm 500}$处比普适重子分数少了约两倍。我们的测量需要一个流体静力偏置$1-b=M_X/M_{\rm WL}=0.72_{-0.07}^{+0.08}$，以匹配使用透镜和流体静力平衡获得的气体部分。将我们的气体分数测量结果与数值模拟的预期进行比较，我们的结果有利于极端反馈方案，其中一个重要部分的重子从晕的核心被驱逐。然而，这个模型与观测到的晕的物理性质相反，这可能表明弱透镜质量被高估了。我们注意到，调和普朗克CMB和星系团计数所需的质量偏差$1-b=0.5…
2015-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On bursty star formation during cosmological reionization - how does it influence the baryon mass content of dark matter halos?
本文利用半解析模型研究宇宙再电离时期延迟反馈驱动的爆发式恒星形成如何影响暗物质晕的重子含量，发现延迟反馈导致气体质量振荡并显著降低高质量晕的恒星质量占比。
2024-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Baryons and Their Halos
星系团是由重子星和气体组成的，它们嵌在暗物质晕中。在这里，我简要地回顾了重子和它们的晕之间的联系的两个方面。(1)观测到的星系重子含量低于宇宙重子分数，其数量随质量系统地变化。这些失踪的重子现在在哪里还不清楚。(2)盘星系的特征加速度与其重子质量面密度密切相关。这意味着引力动力学与星系的纯重子成分之间存在着密切的耦合，而引力动力学可能是由暗物质主导的。
2009-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
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
Feedback reshapes the baryon distribution within haloes, in halo outskirts, and beyond: the closure radius from dwarfs to massive clusters
本研究通过三组宇宙流体动力学模拟，揭示了不同质量暗晕中重子再分布的主导反馈过程，提出了与质量相关的闭合半径概念及普适关系，为约束反馈物理模型提供了观测对比依据。
2022-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
RHAPSODY-G simulations II - Baryonic growth and metal enrichment in massive galaxy clusters
我们详细研究了Rhapsody-G套件模拟的星系团中恒星组分和团内介质以及恒星金属丰度的演化，并与观测结果进行了比较。模拟进行了AMR代码RAMSES，包括AGN反馈的影响，在次网格级别。活动星系核的反馈是产生真实的星系和星系团特性所必需的，它在混合中心区域的物质和调节中心星系的恒星形成方面发挥着作用。在我们的低和高分辨率运行基准恒星产量，我们发现，恒星和ICM金属丰度是一个因素的两个低于观测。我们发现，冷核心集群表现出更陡峭的金属丰度梯度比非冷核心集群，在定性与观测。我们验证了ICM的金属丰度在模拟中测量可以解释一个简单的“调节器”模型，其中的金属丰度是由恒星产量和气体吸积的平衡。AMR模拟中更高的分辨率和更高的金属产率的组合可能会使模拟集群的金属丰度与观测值相匹配;然而，这一假设需要在未来的模拟中进行测试。最近的文献比较突出的结果，关于金属的集群和星系团的星系可能依赖于敏感的方案选择解决流体力学。
2016-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Ray Feedback in Massive Halos: Implications for the Distribution of Baryons
本研究论证了大质量黑洞产生的宇宙线反馈在群质量晕维里半径及更大尺度上对重子分布的重要影响，并探讨了其在解释弱引力透镜S8张力和动力学Sunyaev-Zeldovich测量中的潜在作用。
2025-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Possible Signatures of Inflationary Particle Content: Spin-2 Fields
我们研究了大质量自旋2场在暴胀观测量上的印记，特别是在一致性关系的破坏上。在这种设置中，最小的暴胀场内容通过dRGT相互作用与大质量自旋2场相互作用，从而保证不存在Boulware-Deser幽灵般的自由度。自旋粒子的么正性要求，称为Higuchi约束，对可观测信号的大小起着至关重要的作用。
2017-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
