The Dependence of Halo Clustering on Subhalo Anisotropy and Planarity
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
研究通过宇宙N体模拟揭示次晕的各向异性和平面性影响暗物质晕聚类，发现环境因素显著改变次晕分布特征，为理解卫星晕的各向异性提供新视角。
2026-04-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Onset of Gravothermal Core Collapse in Velocity Dependent Self-Interacting Dark Matter Subhaloes
有学者认为，由暗物质自相互作用（self-interacting暗物质，SIDM）引起的重力热坍缩可以解释观测到的银河系卫星中心动力学质量的多样性。我们调查这一假设背后的过程中使用的$N$ -体模拟的MW模拟晕与速度相关的自相互作用的暗物质（VDSIDM），其中低速自散射截面，$σ_{T}/m_{x}$，达到100厘米$^{2}$ g $^{-1}$，我们把这个模型的VD 100模型。我们比较模拟的结果相同的晕，采用不同的暗模型，包括冷暗物质（CDM）和其他，不太极端的SIDM模型。vd 100晕的质量与CDM非常相似，但它们的最大圆周速度值$V_{max}$明显更高。我们确定这些高$V_{max}$亚晕是质量范围[ $5\times10^{6}$，$1\times10^{8}$ ] $M_\odot$在$z=1$经历重力热核心崩溃的对象。这些塌陷晕的密度分布由单次幂定律描述，直到模拟的分辨率极限，并且该密度分布的内斜率约为$-3$。解决不断减少的崩溃区是具有挑战性的，定制的模拟将需要在规模$<1$ kpc的失控不稳定性准确建模。
2021-08-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Substructure and galaxy formation in the Copernicus Complexio warm dark matter simulations
我们使用Copernicus Complexio（COCO）高分辨率$N$ -体模拟来研究小尺度结构在标准冷暗物质（CDM）模型中的特性差异，以及在一个模型中，该模型的初始密度波动功率谱与热产生的暖暗物质（WDM）粒子或质量为7 keV且具有稀薄生成参数$L_6=8.7$的无菌中微子一致。后者对应于“最冷”的模型，这种无菌中微子质量与最近检测到的3.5千电子伏X射线线的粒子衰变产生的识别兼容。CDM和WDM预测非常不同的数量密度的subhaloes与质量$\leq 10^9\,h^{-1}\,M_\odot$，虽然他们预测类似的，几乎普遍的，归一化的subhalo径向密度分布。在这两个模型中的晕和subhaloes有尖状NFW的配置文件，但WDM subhaloes低于功率谱中的截止尺度（对应于最大圆速度$V_{\mathrm{max}}^{z=0} \leq50~\mathrm{kms}^{-1}$）是不太集中比他们的CDM同行。我们使用GALFORM半解析模型的星系形成的可观察到的属性进行预测。两个模型都预测了银河系卫星的光度函数与观测结果一致，尽管WDM模型预测的非常微弱的卫星较少。然而，这个模型预测在红移$z>7$的紫外亮星系比CDM略多，但两者都与观测结果一致。引力透镜提供了区分模型的最佳前景。
2016-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting low-mass haloes with strong gravitational lensing II: constraints on the density profiles of two detected subhaloes
本研究通过四种密度轮廓模型分析两个引力透镜系统中的低质量子晕，发现其内部密度斜率陡峭，NFW轮廓需极高浓度，TNG50模拟的多样性部分缓解了与观测的矛盾，但J0946+1006的恒星含量仍存冲突。
2024-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The spatial distribution of Milky Way satellites, gaps in streams and the nature of dark matter
银河系暗晕的空间分布为检验宇宙学模型提供了一组重要的观测量。这些包括发光卫星的径向分布，平面配置，以及大量的暗晕，其存在与否是区分暗物质模型的关键。我们利用COCO $N$ -体方法对冷暗物质（CDM）和3.3keV热遗迹暖暗物质（WDM）进行模拟，在重子物理影响最小的极限下，预测了卫星的空间分布。我们证明了当形成星系的最小前晕质量为$>10^{8.5}\mathrm{M}_{\odot}$时，CDM和3. 3 keV-WDM发光卫星的径向分布是相同的。暗subhaloes的分布是显着更集中在WDM由于没有低质量，最近吸积的子结构，通常居住在CDM的MW晕的外部。我们发现，质量$[10^{7},10^{8}]\mathrm{M}_{\odot}$和中心的30千秒差距内的subhalo是剥离的两个模型中较大的晕的残余。因此，它们在WDM中的丰度$3\times$高于从总体WDM晕下种群中预期的丰度。我们估计，CDM和WDM浓度质量关系之间的差异，可以探测到的subhalo流的碰撞参量$<2$ kpc。最后，我们发现WDM对卫星平面的影响可能可以忽略不计。与观测结果的全面比较将需要进一步开展高分辨率、自洽的流体动力学模拟工作。
2023-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Tiny galaxies and dark substructures: exploring the "dark" subhaloes in TNG50
Durham University（杜伦大学）；University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；STAR Institute（STAR研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本文基于TNG50模拟研究暗子晕的存在，发现暗子晕在星系团中普遍存在，且质量范围在4.5×10⁷至2.1×10⁸ M☉的子晕更可能出现在强引力透镜区域。
2025-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modelling self-interacting dark matter substructures I: Calibration with N-body simulations of a Milky-Way-sized halo and its satellite
我们研究了自相互作用暗物质（SIDM）模型中银河系大小的主晕中$\sim10^9 M_\odot$质量的单次晕的演化。我们执行暗物质的N-体模拟的动态演化的个体subhaloes轨道其主机通过改变自散射截面（包括速度依赖的情况下），subhalo轨道，和内部属性的subhalo。我们校准重力热流体模型预测孤立的SIDM晕的球形质量密度分布的时间演化与模拟。我们发现，潮汐效应的SIDM subhaloes可以描述的碰撞较少的冷暗物质（CDM）的情况下开发的框架，但由于潮汐剥离的质量损失需要一个较短的典型的时间尺度来解释我们的SIDM模拟结果。只要横截面小于$\sim10\, \mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$，并且次晕的初始态被设置在由标准$Λ$ CDM宇宙学预测的红移为$\sim2$的$2σ$能级散射内，我们的模拟就不会表现出10 Gyr次晕中心密度的重力热塌缩的显著特征。我们开发了一个半解析模型的SIDM subhaloes在一个时间演变的密度核心的主机与潮汐剥离和自散射冲压压力的影响。我们的半解析方法提供了一个简单，高效和物理直观的预测SIDM subhaloes，但需要进一步改进，以考虑重子效应的主机和重力热不稳定性加速潮汐剥离效应。
2022-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The gap of stellar mass in galaxy groups: another perspective of the Too-big-To-Fail problem in the Milky Way
银河系存在“太大而不能倒”（TBTF）的问题，即有两个观测到的卫星星系的最大圆周速度大于55 km/s，其他的速度小于25 km/s，但冷暗物质模型预测应该有超过10个速度大于25 km/s的亚晕。那些含有$25km/s<V_{max}<55km/s$的巨大次晕应该不会形成恒星。TBTF问题严重挑战了CDM模式。大多数的努力都是寻求重子反馈的影响，减少银河系的质量，改变暗物质的性质，以便将观测到的低速卫星分配到模拟中发现的大质量亚晕中。然而，如果MW没有以$25km/s<V_{max}<55km/s$之间的速度吸积亚晕，则可以避免TBTF问题，尽管这种间隙的概率低于$\sim 1\%$，并且不能根据观测进行检验。本文利用SDSS星表和半解析模型研究了卫星星系的质量间隙。我们发现，有1- 2%的星系群的卫星恒星质量存在较大的间隙。这些“大间隙”星系团在其形成历史中吸积了质量较小的次晕，自然会在它们的卫星星系之间显示出间隙。如果将我们的结果外推到银河系是合适的，我们得出的结论是，我们的银河系很可能没有吸积足够大质量的subhalo来容纳这些低速卫星，TBTF问题自然就被避免了。
2016-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tidal features of classical Milky Way satellites in a $Λ$CDM universe
我们使用APOSTLE宇宙流体动力学模拟来研究潮汐剥离对冷暗物质（CDM）子晕的影响，这些子晕拥有三个最明亮的银河系（MW）矮卫星星系：天炉座，雕刻家和狮子座I。我们确定模拟卫星相匹配的观测到的空间和运动学分布的恒星在这些星系，并跟踪它们的演变后，落入。我们发现$\sim$ 30 $\%$的subhaloes托管卫星与现今的恒星质量$10^6$ - $10^8$ $M_{\odot}$经验$>20\%$恒星质量损失后，陷入。天炉座的类似物比雕匠座和狮子座I的类似物有更早的坠落时间。在天炉座类似物中，$\sim3$ - $6$ Gyr的恒星形成在坠落后继续进行，而玉夫座和狮子座I类似物在坠落后停止形成恒星$< 2$ - $3$ Gyr。天炉座类似物通常表现出更显着的恒星质量损失，并表现出恒星潮汐尾，而雕刻者和狮子座I类似物，这是更深地嵌入在他们的主机DM晕在下降，不显示大量的质量损失，由于潮汐。当另外比较宿主subaloes的轨道运动与测量的天炉座自行时，我们发现匹配更加困难;宿主subhaloes的近心点往往比天炉座本身测量的要小。从运动学和轨道数据，我们估计天炉座已经失去了它的恒星质量的$10-20\%$。我们对与天炉座有关的恒星潮汐流表面亮度的最佳估计是$Σ\sim$ 32.6 mag $ {\rm arcsec^{-2}}$，这可能是通过DES和LSST等深度成像测量检测到的…
2016-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Influence of Subhaloes on Host Halo Properties
本研究基于高分辨率放大N体模拟，分析排除子暗晕后银河系质量与星系团质量暗晕的浓度、自旋及形状的变化，发现子暗晕会导致暗晕性质测量偏差，偏差幅度主要与移除的子暗晕质量相关。
2023-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disruption of Dark Matter Substructure: Fact or Fiction?
准确预测暗物质（DM）亚结构的人口统计特征对于天体物理学的许多领域，包括引力透镜、星系演化、晕占据建模以及限制暗物质的性质都具有至关重要的意义。由于其强烈的非线性性质，DM子结构通常使用N体模拟建模，这表明大部分DM子晕发生完全破坏。在本文中，我们使用分析估计和理想化的数值模拟来研究这种破坏是否主要是物理的，由于潮汐加热和剥离，或数值（即，人造的）。我们表明，与天真的期望，subhaloes，经历超过subhalo的结合能，$|E_{\rm b}|$的潮汐冲击$ΔE$，不进行中断，即使当$ΔE/|E_{\rm b}|$是100大。沿着同样的路线，与文献中现有的主张相反，从DM次晕的外围瞬间剥离物质也不会导致其完全破裂，即使瞬时残留物具有正结合能。此外，我们表明，潮汐加热由于高速（脉冲）遇到其他subhaloes（“骚扰”），是可以忽略不计的潮汐效应相比，由于主机晕。因此，我们的结论是，在重子过程的情况下，CDM子结构的完整的物理破坏是非常罕见的，因此，在数值模拟中的大多数破坏必须是人为的。我们讨论了各种过程，已与数值overmerging，并得出结论，不充分的力软化是最有可能的罪魁祸首。
2017-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The number and size of subhalo-induced gaps in stellar streams
今天有足够的观测能力来探测小密度扰动，小质量的暗物质亚晕从破坏银河系卫星中对恒星流的影响。在预期的这些意见，我们调查的预期数量和大小的差距相结合的分析处方的差距演变的圆形轨道与流量的subhaloes附近的流。我们探讨了银河系周围的一个典型的冷流的间隙大小和深度的分布，并发现，对于一个给定的流年龄和间隙深度，每个subhalo质量产生一个特征的间隙大小。对于一个年龄只有几个陀螺的星系流来说，它的轨道距离银河系中心10-20千秒差距，即使是质量为$10^6-10^7 M_\odot$的中等质量的次晕也会产生几度大小的间隙。我们考虑的数量和分布的差距大小的subhaloes与群众$10^5-10^9 M_\odot$，占预期的消耗subhaloes的银河系磁盘，并提出预测银河系周围的六个冷流。对于1995年，我们预测0.7间隙，密度损耗至少为25%，典型间隙大小为$8^\circ$。因此，在最近未探测到1995年潮汐尾的密度消减和$Λ$ CDM预期之间似乎存在{ \it无张力}。这些预测可用于指导未来差距搜索的规模。
2016-08-09 astro-ph.GA
Spatial and orbital planes of the Milky Way satellites: unusual but consistent with $Λ$CDM
我们在Miky Way（MW）大小的光环的一系列放大高分辨率无耗散模拟中检查了卫星的空间分布和轨道极点相关性。我们使用测量的分布来估计的发病率的卫星配置作为扁平和相关的轨道极分布的卫星系统的银河系。我们确认，这种发病率是敏感的subhaloes的径向分布，从而影响它的过程，如人为中断由于数值效应和中断由于中央磁盘。控制的分辨率的影响和括号的磁盘的影响，我们发现，MW卫星系统是有点不寻常的（在$\approx 2-3σ$水平），但统计上是一致的$Λ$ CDM模型，在一般协议与其他最近的研究结果和结论。
2022-09-06 astro-ph.GA
Subhalo Demographics in the Illustris Simulation: Effects of Baryons and Halo-to-Halo Variation
我们研究了流体动力学宇宙学模拟的子晕的丰度，其中包括重子和暗物质的$Λ$ CDM体积106.5 Mpc的一侧。我们比较的插图，其暗物质（DMO）的类似物，插图黑暗，并量化的影响重子过程的人口统计学subhaloes在主机质量范围$10^{11}$到$3 \times 10^{14} \msun$。我们重点讨论了演化的（$z=0$）次晕累积质量函数（SHMF）和曾经吸积过的次晕的统计，即落入次晕质量函数。我们量化的变化在subhalo丰度在固定的主机质量和调查的物理原因负责这种分散。我们发现，在Illustris，重子物理的影响，既落和$z=0$ subhalo丰度倾斜的DMO功能和抑制低质量subhaloes的丰度。在$z=0$的次晕丰度中的自相似性的破缺被重子物理学的加入所增强。演化的subhalo丰度的非单调变化可以解释为修改的浓度-质量关系的Illustrris主机相比，Illustris-Dark有趣的是，在Illustrris重子的实施并没有导致增加的晕到晕的变化相比，Illustris-Dark。在这两种情况下，标准化的固有散射今天是更大的银河系一样的光环比集群大小的对象。对于类似银河系的晕，它从大约8%的下降增加到目前的25%。在这两个运行中，固定质量的晕形成后主机更多的subhaloes比早期的前辈。
2019-03-12 astro-ph.GA
CLASH-VLT: a full dynamical reconstruction of the mass profile of Abell S1063 from 1 kpc out to the virial radius
背景：宇宙学晕的质量密度分布的形状告诉我们DM和DM重子相互作用的性质。以前的估计内斜率的星系团的质量密度分布是在反对来自CDM的数值模拟的预测。目的：我们确定的DM密度分布的一个大规模的星系团，阿贝尔S1063（RXC J2248.7 $-$ 4431）在$z=0.35$，与动力学分析的基础上进行了广泛的光谱活动与VIMOS和MUSE摄谱仪在ESO VLT的内斜率。这个新的数据集提供了前所未有的1234个光谱成员的样本，其中104个位于星团核心（R < 200 kpc），从MUSE积分场光谱中提取。后者还允许最亮的星团星系（BCG）的恒星速度色散曲线被测量到40 kpc。研究方法：我们使用了一个升级版本的MAMPOSSt技术进行联合极大似然拟合的速度色散轮廓的BCG和星系团成员星系的速度分布的径向范围从1千秒差距的维里半径（~ 2.7百万秒差距）。结果：我们发现了一个值$γ_{DM} =0.99 \pm 0.04$的内部对数斜率的DM密度曲线边缘化后，所有其他参数。新确定的动力学质量分布被认为是在良好的协议与质量密度分布从独立的X射线流体静力学分析的基础上深钱德拉数据，以及强和弱透镜分析。我们的γ DM值与宇宙学CDM模拟的结果非常一致。我们将在未来的工作中扩展我们的分析到更多的集群。如果在更大的聚类样本上得到证实，我们的结果使该DM模型比其他模型更具吸引力。
2020-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring the slopes of mass profiles for dwarf spheroidals in triaxial CDM potentials
我们产生的恒星分布函数（DF）在三轴晕，以检查斜率$Γ\equiv Δ{\rm log} M / Δ{\rm log} r$的可靠性推断通过应用质量估计的形式$M\propto R_eσ^2$（即假设球对称，其中$R_e$和$σ$是发光的有效半径和全球速度色散，分别）到两个恒星子群独立跟踪相同的引力势。DF的形式为$f(E)$，是动态稳定的，并直接对应于在银河系和星系团晕的宇宙学暗物质模拟中形成的subhaloes的三轴电位内产生。此外，我们考虑了不同的示踪剂数密度分布（尖点和核心）推断的质量分布的斜率的影响。对于这里考虑的各向同性的DF，我们发现，晕三轴性往往会引入反相关的$R_e$和$σ$时，估计为各种视角。净效应对与质量分布斜率相关的系统误差的贡献可忽略不计，质量分布斜率继续由更高浓度示踪剂群体的质量高估偏倚主导。我们表明，简单的质量估计两个不同的示踪剂人口可以给可靠的（和宇宙学意义）下限为$Γ$，无论程度的三轴性或形状的示踪剂数密度分布。
2013-03-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The offsets between galaxies and their dark matter in Lambda-CDM
我们使用“演化和组装的银河系及其环境”（EAGLE）套件的流体动力学宇宙学模拟测量恒星和星系的暗物质组件的中心之间的偏移。我们发现，绝大多数（>95%）的模拟星系显示的偏移小于重力软化长度的模拟（普卢默等效$ε= 700$ pc），无论是场星系和卫星星系团和集团。我们也没有发现暗物质沿着星系运动方向的系统性尾随或领先。偏移与从麦克斯韦分布中随机抽取的一致，其中$σ\leq 196$ pc。由于天体物理效应产生的$1.62^{+0.47}_{-0.49}$ kpc偏移最近在阿贝尔3827中观察到的没有可行的类似物，观测结果是在紧张局势与碰撞冷暗物质模型假设在我们的模拟。
2015-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Copernicus Complexio: a high-resolution view of the small-scale Universe
介绍了哥白尼复杂体（COCO），一个在$Λ{\rm CDM}{}$模型下对结构形成的高分辨率宇宙学N体模拟。COCO遵循半径为$\sim 17.4h^{-1}\,{\rm Mpc}$的近似球形区域，该区域嵌入在以较低分辨率遵循的大得多的周期立方体中。高分辨率体积的粒子质量为$1.135\times10^5h^{-1}{\rm M}_{\odot}$（比Millennium-II模拟高60倍）。COCO给出的暗物质晕质量函数超过晕质量的八个数量级;它形成了银河系大小的$\sim 60$晕，每个晕大约有1000万个粒子。我们确认幂律性质的subhalo质量函数，$\bar{N}(>μ)\proptoμ^{-s}$，下降到一个减少subhalo质量$M_{sub}/M_{200}\equivμ=10^{-6}$，与最佳拟合幂律指数，$s=0.94$，主机的质量$\langle M_{200}\rangle=10^{12}h^{-1}{\rm M}_{\odot}$。COCO晕的浓度-质量关系偏离了质量$M_{200}<\textrm{a few}\times 10^{8}h^{-1}{\rm M}_{\odot}$的单一幂律，在那里它是，与Sanchez-Conde等人的结果一致。在以前的模拟中暗示的subhaloes，$ν\equiv V_{max}/V_{200}$，减少最大圆速度函…
2016-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Collision frequency between dark matter subhaloes within Milky Way-like galaxies
Graduate School of Comprehensive Human Sciences, University of Tsukuba（筑波大学综合人间科学研究科）；Urawa Girls' Upper Secondary School（浦和女子高等学校）；Center for Computational Sciences, University of Tsukuba（筑波大学计算科学研究中心）
研究银河系类宿主星系中暗物质次亚星系碰撞频率，基于相空间分布函数分析碰撞频率及密度分布，揭示碰撞频率与动态时间的关系。
2025-11-20 astro-ph.GA
Using Velocity Dispersion to Estimate Halo Mass: Is the Local Group in Tension with $Λ$CDM?
卫星星系通常被用作示踪剂来测量与其中心星系相关的暗物质晕的视线速度色散（$σ_{\rm LOS}$），从而估计晕的质量。最近对包括银河系和M31在内的本星系群的观测色散估计表明PDMATHAMN为50 km/s，这与理论上对它们质量的系统的PDMATHAMN 100 km/s的预期相比是惊人的低。这是否会给$Λ$ CDM带来问题？我们探索这种紧张局势使用{ \small{SURFS} }套件的$N$体模拟，包含超过10000（子）晕轨道跟踪良好。我们测试如何以及中央星系的主机晕速度色散可以恢复采样$σ_{\rm LOS}$的subhaloes和周围的晕。我们的研究结果表明，$σ_{\rm LOS}$是有偏见的质量代理。我们在$v_{\rm LOS}$和投影距离（$D_p$）中定义了一个最佳窗口-- $0.5\lesssim D_p/R_{\rm vir}\lesssim1.0$和$v_{\rm LOS} \lesssim0.5V_{\rm esc}$，其中$R_{\rm vir}$是维里半径，$V_{\rm esc}$是逃逸速度--使得LOS中的散射与晕的散射最小化-- $σ_{\rm LOS}=(0.5\pm0.1)σ_{v,{\rm H}}$。我们认为，这个窗口应该用来测量视线分散作为代理质量，因为它最大限度地减少分散在$σ_{\rm LOS}-M_{\rm vir}$关系。这…
2018-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reproducing Abell 2744 with the HyperMillennium Simulation
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学天文与前沿科学研究院）；School of Physics and Microelectronics, Zhengzhou University（郑州大学物理与电子学院）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Department of Astronomy, Yonsei University（延世大学天文学系）；Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理学院计算宇宙学研究所）
本文通过超千年代模拟验证了在极端宇宙环境下重现Abell 2744的可行性，展示了模拟的精度和ΛCDM模型的可靠性。
2026-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Hateful Eight: Connecting Massive Substructures in Galaxy Clusters like Abell 2744 to their Dynamical Assembly State using the Magneticum Simulations
本文基于 Magneticum Pathfinder 模拟提出投影子结构质量测量方法，找到 Abell 2744 对应体，并用子结构质量分数揭示星系团动力学并合状态。
2022-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
CLASH-VLT: A Highly Precise Strong Lensing Model of the Galaxy Cluster RXC J2248.7-4431 (Abell S1063) and Prospects for Cosmography
我们利用一组高精度的强透镜模型对星系团RXCJ 2248（$z=0.348$）的总质量分布进行了全面的研究。为了理解和量化参数强透镜建模中的固有系统学，我们探索了22种模型的集合，在这些模型中，我们使用了多个图像家族的不同样本，质量分布和宇宙学参数的参数化。作为强透镜模型的输入信息，我们使用CLASH HST成像数据和光谱跟踪观测，使用VIMOS和MUSE光谱仪进行，以识别真正的多个图像。共有16个背景源，在红移范围$1.0-6.1$，多重透镜成47个图像，其中24个光谱确认，属于10个单独的来源。通过匹配透镜平面上多个图像的观测位置，优化了模型中的星系团总质量分布和基本宇宙学。我们表明，仔细选择的光谱确认的多个图像的样本，最佳拟合模型再现其观察到的位置与RMS的$0.3$在一个固定的平面$Λ$ CDM宇宙学，而光谱信息的缺乏导致模型参数的值的偏差。允许宇宙学参数与星系团参数一起变化，我们发现（在$68\%$置信水平下）平坦$Λ$ CDM模型的$Ω_m=0.25^{+0.13}_{-0.16}$和$w=-1.07^{+0.16}_{-0.42}$，以及具有$w=-1$和自由曲率的宇宙的$Ω_m=0.31^{+0.12}_{-0.13}$和$Ω_Λ=0.38^{+0.38}_{-0.27}$。使用玩具模型模仿RXCJ 2248的整体配置，我们估计视线质量结构对位置均方根的影响为$0.…
2015-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Towards a general parametrization of the warm dark matter halo mass function
对恒星流中的通量异常统计和扰动的研究有可能限制包括无菌中微子在内的暖暗物质（WDM）模型。产生这些约束需要一个参数化的WDM质量函数相对于冷暗物质（CDM）的等价物。我们使用五个WDM模型的半模质量，$M_\mathrm{hm}=[1.3,35]\times10^{8}$ ~ $M_{\odot}$，分布在本地群，透镜椭圆和$z=2$宇宙的模拟，产生这样的参数化：我们适合的WDM到CDM晕质量函数比，$n_\mathrm{WDM}(M_{X})/n_\mathrm{CDM}(M_{X})$，（$1+(αM_\mathrm{hm}/M_{X})^β)^γ$的函数形式的参数。对于中心晕的$M_{X}\equiv$维里质量，我们得到了$α=2.3$、$β=0.8$和$γ=-1.0$，并且这种拟合比扩展的Press-Schechter形式主义预测的更陡。对于亚晕的$M_{X}\equiv$质量，我们得到了$α=4.2$、$β=2.5$和$γ=-0.2$ ;在两种质量定义中，离散度为$\sim20$ ~ %。第二种拟合通常低估了$z=2$ WDM亚晕在百分之几十水平上的相对丰度。我们警告说，强大的约束将需要定制的模拟和晕质量的仔细定义，特别是质量$<10^{8}M_{\odot}$的subhalos。
2020-06-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
ETHOS - An Effective Theory of Structure Formation: Dark matter physics as a possible explanation of the small-scale CDM problems
我们提出的第一个模拟内的有效的结构形成理论（ETHOS），其中包括暗物质和暗辐射之间的相互作用的影响的线性初始功率谱和暗物质自相互作用在非线性结构形成。我们在四种不同的暗物质模型和冷暗物质模型中模拟了类似银河系的晕。我们的最高分辨率模拟具有$2.8\times 10^4\,{\rm M}_\odot$的颗粒质量和$72.4\,{\rm pc}$的软化长度。我们证明，所有的替代模型只有一个可以忽略不计的影响大尺度结构的形成。然而，在银河系尺度上，由于功率谱中的小尺度原始阻尼和后期自相互作用的综合效应，模型显着影响的结构和丰度的subhaloes。我们推导出一个从功率谱中的原始阻尼尺度到晕质量函数中的截止尺度和动力学解耦温度的解析映射。我们证明，在这个扩展的有效框架内，可以同时减轻太大而不能倒和丢失卫星的问题，并可能的核心尖点问题的某些模型。我们的模型的原始功率谱截止自然地产生了圆速度分布的多样性，这比冷暗物质模拟发现的要大。我们表明，模型的参数空间可以通过对比模型预测天体物理观测的约束。例如，一些模型可能会受到卫星丢失问题的挑战，如果重子过程被包括在内，甚至过度解决了太大而不能倒的问题，从而排除了它们。
2016-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
SHARP - IV. An apparent flux ratio anomaly resolved by the edge-on disc in B0712+472
类星体透镜中的通量比异常可以归因于透镜星系周围的暗物质子结构，因此，可以用来限制子结构的质量分数。这种方法的先前的应用推断出一个子结构丰度，可能与$Λ$ CDM宇宙学的预测紧张。然而，假设所有的通量比异常是由于子结构是一个强大的，替代的解释还没有得到充分的研究。在这里，我们使用新的高分辨率近红外凯克~II自适应光学成像的透镜系统CLASS B 0712 +472进行基于像素的透镜模型，并结合新的VLBA射电观测，表明包含在透镜模型中的光盘可以解释通量比异常，而不需要暗物质子结构。投影盘质量包括爱因斯坦半径内的总透镜质量的16%，并且总盘质量为$1.79 \times 10^{10} M_{sun}$。B 0712 +472的情况增加了证据，并不是所有的通量比异常是由于暗晕，并强调了更充分地考虑重子结构的影响的重要性，以获得子结构质量分数的准确测量。
2017-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Nature of Dark Matter from Tidal Radii of Cluster Galaxy Subhalos
Yale University（耶鲁大学）
通过分析星系团子晕潮汐半径，研究暗物质本质，区分自相互作用暗物质与冷暗物质。
2025-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Varying primordial state fractions in exo- and endothermic SIDM simulations of Milky Way-mass haloes
本研究通过改变原初态比例，在银河系质量晕的SIDM模拟中研究非弹性散射影响，发现高初始激发态比例降低主晕质量、使晕更球形并减少卫星数量。
2024-05-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
JWST lens model for A370: A very low dark matter fraction for a brightest cluster galaxy and lensing properties for the Dragon arc
Tsinghua University（清华大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Aix Marseille Univ.（艾克斯-马赛大学）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Basque Country UPV/EHU（巴斯克地区大学）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克科学基金会）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
基于JWST数据，研究了A370星系团的透镜模型，发现北边BCG暗物质含量极低，可能与非ΛCDM模型相符，并探讨了龙弧区域的透镜特性及微透镜事件的可能解释。
2025-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
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 sub-galactic mass structure with the power spectrum of surface-brightness anomalies in high-resolution observations of galaxy-galaxy strong gravitational lenses. II.Observational constraints on the sub-galactic matter power spectrum
本文首次应用表面亮度异常功率谱方法，通过HST观测的星系-星系强透镜系统SDSS J0252+0039，在1-10千秒差距尺度上对亚星系物质功率谱施加了新的观测上限约束，为区分ΛCDM与替代暗物质模型提供了关键限制。
2023-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
nIFTy galaxy cluster simulations V: Investigation of the Cluster Infall Region
我们研究了Elahi等人（2016）在z=0时研究的模拟$Λ$ CDM星系团周围的星系团坠落区域中的星系和暗物质晕的特性。$1.1\times10^{15}h^{-1}\text{M}_{\odot}$星系团已被模拟与八个不同的流体动力学代码包含各种流体动力学求解器和亚网格计划。所有模型都在相同的初始条件下完成了仅暗物质，无辐射和全物理运行。模拟包含暗物质和气体的质量分辨率分别为$m_{\text{DM}}=9.01\times 10^8h^{-1}\text{M}_{\odot}$和$m_{\text{gas}}=1.9\times 10^8h^{-1}\text{M}_{\odot}$。我们发现合成的团簇被清晰的结构所包围，在质量为$10^{12.5} - 10^{14} h^{-1}\text{M}_{\odot}$的落区，约有60%的晕包含在其中，包括2-3个团大小的晕（$> 10^{13}h^{-1}\text{M}_{\odot}$）。然而，我们发现，只有约10%的对象在下落区域的subhaloes居住在晕，这可能表明，没有太多的正在进行的预处理发生在下落区域在z=0。通过检查包含在晕内的重子内容，我们还表明，代码到代码的散射在所有晕质量的恒星分数通常是~2个数量级之间的两个最极端的情况下，这主要是由于不同的次网格方案和校准程序，每个模型使用。不包括AGN反馈的模型通常…
2016-09-23 astro-ph.GA
