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 boundary of cosmic filaments
本文通过构建叠加星系数密度轮廓测定宇宙纤维状结构的物理半径,发现其平均半径在z=0时约为1 Mpc,并揭示其从z=4到z=1快速收缩后趋于稳定的两阶段形成图景。
2024-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Weak Lensing Mass of Cosmic Web Filaments and Modified Gravity (MOG)
在修正引力(MOG)下研究了宇宙网细丝的弱透镜效应,证明了在引力强度增大的情况下,细丝中探测到的$5-15 \%$级星系和重子气体与无暗物质细丝的透镜效应数据一致.
2017-05-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmic filaments in galaxy cluster outskirts: quantifying finding filaments in redshift space
从星系团内部和周围的红移推断视距是复杂的,因为特殊的速度,一种被称为“上帝的手指”(FoG)的现象。这对在大型观测数据集中寻找细丝提出了重大挑战,因为这些人工拉长可能被提取算法错误地识别为宇宙网细丝。即将到来的有针对性的宽视场光谱调查的星系团和他们的下落区域,如编织宽视场集群调查激励我们的调查的影响,FoG寻找连接到集群的灯丝。使用324个大规模星系团和他们的郊区从三百项目的放大reimulations,我们测试的方法通常适用于大规模的光谱数据集。本文介绍了我们的调查是否统计压缩的FoG的集群中心和星系群可以导致正确的灯丝提取在集群的郊区。我们发现,在5 R200(~15 Mpc/h)内,与基于真实位置的参考细丝网络相比,对男性化区域的FoG伸长进行统计校正并不能实现可靠的细丝网络。这是由于复杂的流动运动的星系对细丝除了集群的infall,这压倒了信号的细丝相对于体积,我们探测。虽然从光谱红移的信息仍然是重要的,以隔离的集群区域,从而减少背景和前景的闯入者,我们预计未来的光谱调查的星系团外围依赖于二维位置的星系提取宇宙细丝。
2021-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of cosmic web filaments on the properties of groups and their central galaxies
星系和星系群演化中的先天与后天的关系是一个长期存在的问题,在宇宙学尺度上还没有完全理解。我们研究了由光度密度场和宇宙网细丝定义的不同大尺度环境中星系团及其中心星系的性质。我们使用8 Mpc/h平滑构造的光度密度场来表征大尺度环境,并使用Bisous模型来提取不同大尺度环境中的附属结构。我们发现,在固定的晕和大尺度环境中的中心星系和它们的集团的性质的差异和外部的灯丝。在高密度环境中,群质量函数在细丝中的数密度比在细丝外朝向质量端的数密度高。在低密度环境中,这种关系是相反的。在固定的星系群质量和大尺度光度密度下,丝状星系群的亮度略高,其中心星系的颜色更红,恒星质量更高,比丝状星系外的恒星形成率更低。然而,在某些星系群质量仓中,暗条内外的星系群性质和中心星系的差异并不明显。我们发现,中央星系性质的差异是由于更高的丰度的椭圆星系的灯丝。宇宙网中的丝状结构不仅仅是星系的视觉关联,而是在塑造星系群及其中心星系的性质方面发挥着重要作用。宇宙网细丝内外的中央星系和星系群性质的差异并不是与大尺度环境密度有关的简单效应。这些结果指向了宇宙网细丝中的一种有效机制,这种机制可以淬灭恒星的形成,并将中央星系的形态从晚期转变为早期类型。
2016-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Distinguishing the nature of dark matter by mapping cosmic filaments from Lyman-alpha emission
Beijing Normal University(北京师范大学);Zhengzhou University(郑州大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Westlake University(西湖大学);Anqing Normal University(安庆师范大学)
通过Lyman-alpha发射在红移z=2.5和z=4时追踪宇宙丝束,研究其对区分暗物质本质的观测潜力。
2026-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The alignment of satellite systems with cosmic filaments in the SDSS DR12
星系和它们的卫星都是在宇宙网中形成的:宇宙中物质的大规模多尺度分布。已知周围的大尺度结构(LSS)能够影响星系的形成,例如晕或星系的自旋和形状与LSS相关,并且这种相关性取决于晕的质量或星系的形态。在这项工作中,我们使用SDSS DR 12构建的组和细丝目录来研究卫星系统和它们所在的大尺度细丝之间的相关性。我们发现,卫星的分布是显着相关的细丝,即卫星系统的主轴优先与最近的细丝的脊柱对齐。对于系统远离细丝脊柱的情况,发现更强的对准信号,而靠近细丝脊柱的系统显示出明显更弱的对准。我们的研究结果表明,卫星是沿着纤维吸积,这与以前的工作。这种远离暗条脊的情况有助于我们理解暗条的形成以及本宇宙中特殊的卫星分布。
2020-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unveiling galaxy pair alignment in cosmic filaments: A 3D exploration using EAGLE simulation
本研究利用EAGLE模拟数据,结合DisPerSE、FoF算法等分析宇宙纤维中星系对的三维取向,发现其取向角余弦概率分布近乎均匀,且不受红移空间畸变影响,流体模拟中无星系对优先排列证据。
2024-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unveiling a Thin Filament of the Cosmic Web in the Ursa Major Supergroup
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Guizhou University(贵州大学)
利用FAST观测发现室女超团中一条细丝状结构,揭示了冷吸积流对星系形成和生长的潜在贡献。
2026-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
A 15 Mpc rotating galaxy filament at redshift z = 0.032
发现红移 z = 0.032 处 15 Mpc 的旋转星系丝状结构,揭示星系角动量与宇宙网结构的关系及早期演化特征。
2025-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relation between halo spin and cosmic web filaments at z=3
我们研究了暗物质晕的自旋演化及其对高红移宇宙网中连接细丝数量的依赖性(下文称为自旋-细丝关系)。为此,我们在宇宙学N体模拟中模拟了质量范围为$5\times10^{9}h^{-1}M_{\odot}$到$5\times10^{11}h^{-1}M_{\odot}$的$5000$晕,其质量范围为$z=3$。我们证实了Prieto等人在2015年发现的关系,其中具有较少细丝的晕具有较大的自旋。我们还发现,这种关系是更重要的晕质量较高,和晕与被动(没有重大合并)的组装历史。另一个发现是,具有较大自旋或较少细丝的晕具有与自旋矢量更垂直对齐的细丝。我们的研究结果指向一个图片中的初始自旋的晕是很好地描述了潮汐扭矩理论,然后得到随后的修改,在一个可预测的方式,因为拓扑结构的宇宙网络,这反过来又是由目前青睐的LCDM模型。我们的自旋-细丝关系是LCDM的一个预测,可以用观测来检验。
2016-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The hydrodynamic stability of gaseous cosmic filaments
宇宙网络结构边缘的维里冲击是标准结构形成理论的明确预测。我们推导出一个准则的稳定性的冲击后气体和维里激波本身在球形,椭圆形和平面的下落几何形状。当气体冷却很重要时,我们发现激波变得不稳定,气体不间断地流向各自的晕、丝或片的中心。对于细丝,我们施加这个标准的自相似的下落解。我们发现,预计不稳定的细丝质量之间的$10^{11}-10^{13}M_\odot Mpc^{-1}.$使用一个简化的玩具模型,然后,我们表明,这些细丝将可能饲料晕与$10^{10}M_{\odot}\lesssim M_{halo}\lesssim 10^{13}M_{\odot}$在红移$z=3$,以及$10^{12}M_{\odot}\lesssim M_{halo}\lesssim 10^{15}M_{\odot}$在$z=0$。不稳定性将影响细丝的生存能力,因为它们以非平凡的方式穿透气体晕。此外,在不稳定的细丝上生长的较小的晕将不会受到细丝内部的冲压压力。流入的气体将继续向中心移动,一旦它的角动量平衡了引力,或者当它的密度变得如此之高以至于它对辐射形成了自我屏蔽时,就会停止。
2016-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistical properties of filaments in the cosmic web
本研究基于ELUCID模拟,利用Hessian矩阵分类与COWS中轴算法,分析宇宙网纤维结构的统计特性,明确了平滑长度、阈值参数对纤维长度分布与径向密度剖面的影响规律。
2024-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxies in the simulated cosmic web: I. Filament identification and their properties
本研究利用EAGLE和TNG100模拟及DisPerSE算法识别宇宙丝状结构,揭示其异质性、薄结构与亚结构主导特性,并指出星系到丝状结构的距离可作为环境统计代理。
2025-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxies in filaments have more satellites: the influence of the cosmic web on the satellite luminosity function in the SDSS
研究了斯隆数字巡天(SDSS)中发现的主星系的卫星光度函数(LF)是否依赖于主星系是否处于暗条中。孤立的主星系在SDSS光谱样本中被确定,而潜在的卫星(比它们的宿主暗4个星等)则在更深的光度样本中被搜索。暗条由星系分布通过“Bisous”过程构造而成。孤立的原始星系被分为两个子样本:处于细丝中的星系和不处于细丝中的星系。我们研究了丝状体和非丝状体样本的叠加平均卫星LF,发现平均而言,丝状体星系的卫星LF明显高于非丝状体星系。与非暗条孤立星系相比,暗条环境可以使最亮卫星($M_\mathrm{sat.} < M_\mathrm{prim.} + 2.0$)的丰度增加$\sim 2$倍。这个结果是独立的主星系的星等,虽然卫星LF星系在最微弱的星等仓,是太嘈杂,以确定是否存在这样的依赖。由于我们的灯丝是从光谱通量有限的样品中提取的,我们认为卫星LF的差异是由于红移,颜色或环境偏差的可能性,发现这些不足以解释我们的结果。卫星LF对宇宙网的依赖性表明,大气环境可能对星系形成的效率有很强的影响。
2015-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Group Spin Alignment with Cosmic Filament in the TNG Simulation
基于TNG300-1模拟,研究发现星系群自旋与最近宇宙纤维稳健垂直排列,其强度主要取决于群质量和距纤维距离,并量化了成员星系示踪自旋约38°的错位偏差。
2025-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Universal Dark-matter Density Profiles of Cosmic Filaments
Peking University(北京大学);Tsinghua University(清华大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);New Mexico State University(新墨西哥州立大学);Simon Fraser University(西蒙菲莎大学);University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校)
研究通过TNG50模拟分析宇宙丝状结构的径向暗物质密度剖面,提出缩放圆柱算法修正传统方法,发现剖面形式弱依赖于红移、节点质量及丝长,揭示了丝状结构的自相似性。
2026-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Properties of gas phases around cosmic filaments at z=0 in the Illustris-TNG simulation
我们提出了在红移z=0的TNG 300 -1流体动力学模拟中检测到的宇宙网细丝周围的气相的研究。我们根据温度和密度把气体分成五种不同的相。我们发现,在温暖的星系际介质(WHIM),占80%以上的重子预算在$r \sim 1$兆秒差距的气体基本上占主导地位的细丝。除了WHIM气体,核心的灯丝($r<1$ Mpc)也主机其他更热,更密的气相,其分数取决于灯丝人口的大贡献。通过建立温度和压力分布,我们发现,在细丝气体是等温的$r \sim 1.5$ Mpc,与T_核心的平均温度= $4-13 \times 10^5$ K,取决于大尺度环境。细丝核心处的压力平均为P_core = $4-12 \times 10^{-7}$ keV/cm ^3,比观察到的团簇中测得的压力低约1000倍。我们还估计,所观察到的Sunyaev-Zel'dovich(SZ)信号从核心的灯丝应该介于$0.5 < y < 4.1 \times 10^{-8}$,这些结果与最近的观测结果进行了比较。我们的研究结果表明,在灯丝的气体状态取决于晕的存在,并在大尺度环境。
2021-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Cosmic Ballet II: Spin alignment of galaxies and haloes with large-scale filaments in the EAGLE simulation
我们调查的星系和晕的排列相对于宇宙网细丝使用EAGLE流体动力学模拟。我们通过应用NEXUS+方法的质量分布和Bisous形式主义的星系分布来识别细丝。这两个网络发现者都返回了类似的连续结构,它们排列得很好,并且包含可比较的星系群。EAGLE晕具有与仅暗物质模拟中的对应物相同的与细丝的自旋对准:低质量晕优先平行于细丝自旋而高质量晕优先垂直于细丝自旋的复杂质量依赖趋势。相比之下,星系的自旋并没有表现出这样的自旋转变,并且在所有质量下都有垂直排列的倾向,大质量星系的排列程度最大。该结果对NEXUS+和Bisous长丝均有效。当分裂形态,我们发现,椭圆星系表现出更强的正交自旋-丝排列比螺旋星系类似的质量。它们的晕也是如此,椭圆星系的主晕比螺旋星系的主晕具有更大程度的正交排列。由于星系形状和自旋之间的错位,星系短轴的取向与星系自旋不同。我们发现,短轴垂直于暗条的星系与它们的主晕排列得更好。这表明,许多相同的物理过程决定了星系-灯丝和星系-晕的排列。
2019-03-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmic web around the Coma cluster from constrained cosmological simulations: I. Filaments connected to Coma at $z = 0$
本研究利用约束宇宙学模拟重现本星系群和后发星系团区域,检测连接到模拟后发星系团的细丝并与观测对比,分析晕的空间和速度分布,发现吸积物质在细丝附近显著更加准直,为系列研究奠定基础。
2023-06-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Filaments within filaments: unraveling the hierarchy of the cosmic web
Universidad de Salamanca(萨拉曼卡大学);Inter-University Centre for Astronomy & Astrophysics(大学间天体物理中心);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
本研究针对宇宙丝亚结构未被探索的问题,采用层级重建方案识别亚丝,发现其为统计上不同的结构,为确立宇宙网普遍层级结构提供关键依据。
2026-08-27 astro-ph.CO
How dark are filaments in the cosmic web?
冷暗物质模型预测,暗物质晕是由细丝连接起来的。直接测量这些细丝的质量和结构是困难的,但最近有几项研究已经使用弱透镜探测到这些暗物质主导的细丝。在这里,我们研究的效率星系形成内的细丝,通过测量它们的总质光比和恒星的质量分数。具体地说,我们在天空中堆叠成对的发光红星系(LRGs),其典型间隔为$8 h^{-1}$ Mpc。我们将背景星系的形状堆叠在星系对周围,通过弱透镜效应获得质量图,我们将斯隆数字巡天(SDSS)的星系堆叠在一起,获得光和恒星质量图。为了将信号从暗条中分离出来,我们构造了两个匹配的物理和非物理(投影)LRG对目录,具有相同的红移和分离分布。然后我们减去两个堆叠的地图。利用两个不同红移的BOSS巡天的LRG对样品,我们发现暗条中质量的演化与微扰理论的预测是一致的。暗条并不完全是暗的:它们的质光比($r$波段中的太阳单位$M/L = 351\pm137$)和恒星质量分数($M_{\rm stellar}/M = 0.0073\pm0.0030$)与宇宙值(以及它们的红移演化)一致。
2020-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The spin and orientation of dark matter halos within cosmic filaments
团簇、细丝、片层和空洞是宇宙网的基石。在这项研究中,我们提出并比较了两种不同的算法来寻找宇宙细丝和片,这是一项远不如暗物质晕或空洞的识别那么完善的任务。一种是基于平滑的暗物质密度场,另一种是直接利用晕分布。我们将这两种技术应用到一个高分辨率的N体模拟中,重建了暗物质密度场的网状/片状网络。我们专注于调查这些结构内的暗物质晕的属性,特别是它们的自旋方向和它们的形状相对于细丝和薄片的方向的取向。我们发现质量小于等于10^{13} M_sun/h的磁晕的自旋和长轴都优先与暗条的方向一致。磁层中晕的自旋和长轴倾向于平行于磁层。自旋(负)和长(正)轴的取向强度存在相反的质量依赖性,即随着晕质量的增加,长轴倾向于更强地与细丝的方向取向,而晕自旋和细丝之间的取向随着晕质量的增加而变得更弱。作为到最大节点晕距离的函数的排列强度表明存在过境大规模环境影响:从细丝的2-D塌陷阶段到小间距处的簇/节点晕的3-D塌陷阶段。总的来说,这两种算法的长丝/片材识别研究这里同意彼此。仅以晕为基础的方法很容易适用于观测数据集。
2009-10-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of cosmic filaments and of their galaxy population from MHD cosmological simulations
尽管包含了宇宙中大约一半的物质,但在大多数波长下,宇宙网络的结构很难观察到。在这项工作中,我们使用大型unigrid宇宙学模拟来研究宇宙细丝的几何,几何和磁性的性质如何随质量和红移(z $\leq 1$)而变化。我们发现暗条的平均温度、长度、体积和磁场都与暗条的总引力质量有很好的对数-对数关系。这反映了自引力在塑造其性质方面的作用,并使其能够根据其质量对其观测性质进行统计预测。我们还专注于模拟人口的星系大小的晕内灯丝的属性,并比较其属性从光谱GAMA调查获得的结果。模拟和观测到的具有相同长度的细丝被发现包含相同数量的星系,具有非常相似的晕质量分布。每个暗条中的星系总数和星系中的总/平均恒星质量现在可以用来预测主暗条中气体的大尺度性质,其尺度可以达到几十或几百Mpc。这些结果是今后使用星系目录的第一步,以便选择最佳目标来观测温热的星系间介质。
2016-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of cosmic filaments on the gas accretion rate of dark matter halos
基于宇宙流体动力学模拟,我们研究了宇宙暗条对暗条中暗物质晕的气体吸积率$\dot{M}_{\rm{gas}}$的影响。我们发现,对于质量小于$10^{12.0}\ \rm{M_{\odot}}$的晕,位于突出的细丝(宽度为$D_{\rm{fil}}>3\ \rm{Mpc}/h$)中的晕的$\dot{M}_{\rm{gas}}$低于位于纤细细丝中的晕($D_{\rm{fil}}<3\ \rm{Mpc}/h$),$20-30\%$在$z=0.5$中,$z=0$中为2-3倍。然而,$\dot{M}_{\rm{gas}}$对从高红移到$z=0$的暗条中心到暗条中心的物理距离的依赖性很弱,仅在$z=0$的显著暗条中表现出明显的内外区差异。我们进一步探讨气体的热性质突出和纤细的细丝,出现在相对高度和中间的过密区域,分别。突出的丝状体中的气体温度更高。在$26\%$附近,显著暗条中气体的$38\%$和$45\%$分别比$z=1.0, 0.5$和$z=0.0$处的$10^6$ K热。在细纤维中相应的组分只有$\sim 6\%, 9\%$和$11\%$。在$z \lesssim 0.5$显著的丝状体中,低质量晕的气体吸积速率受到抑制,这可能是由于环境气体较热,这可能提供了一种物理处理机制,在晕进入星系团之前减少对它们的气体供应。这一过程部分满足了在一些星系形成的半解析模型中实施的预热机制的需要,但仅…
2022-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The density distribution of accreting cosmic filaments as shaped by Kelvin-Helmholtz instability
宇宙细丝在星系演化过程中扮演着重要的角色,它将星系际介质中的气体输送到星系中。然而,人们对这一过程的效率以及气体是以均匀还是聚集的方式吸积的知之甚少。最近的观测表明,环银河系介质中存在广泛的气体密度分布,这可能与暗条的吸积有关。通过高分辨率的流体动力学模拟,我们在这里探索冷吸积细丝流经热环星系介质(CGM)的高z星系的演化。特别是,我们研究的非线性效应的开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHI)的发展广泛的气体密度分布和冷,密集的团块的形成。我们探讨了大的参数空间中的细丝和扰动性质,如,细丝马赫数,初始扰动波长,和之间的界面厚度的细丝和晕。我们发现,冷气体的时间平均密度分布是定性一致的一个歪斜的对数正态概率分布函数(PDF)加上一个额外的组件的形式,高密度的尾巴高马赫数。我们的结果表明,吸积速度和最大密度之间的紧密相关性发展的细丝,这是一致的方差-马赫数关系的湍流。因此,宇宙吸积可能是一个可行的机制,产生湍流和广泛的气体密度分布的CGM。
2019-04-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic gas accretion from filaments onto galaxy clusters using the IllustrisTNG simulation
Université Paris-Saclay(巴黎-萨克雷大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Sorbonne Université(索邦大学);Université de Lille(里尔大学);Centrale Lille(里尔中央理工学院)
研究通过IllustrisTNG-300模拟分析415个星系团,探讨丝状结构在驱动各向异性吸积和热力学性质中的作用,发现不同距离范围内气体吸积特征差异显著。
2026-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas filaments of the cosmic web located around active galaxies in a proto-cluster
宇宙学模拟预测宇宙包含一个星系间气体细丝网络,星系在其中形成和演化。然而,来自这些灯丝的任何发射的微弱性限制了对这种预测的检验。我们报告的检测静止帧紫外线莱曼α辐射从多个灯丝延伸超过1兆秒差距的星系之间的SSA 22原星系团在3.1的红移。密集的恒星形成和超大质量黑洞活动正在嵌入这些结构的星系内发生,这可能是观测到的莱曼α发射的电离辐射的来源。我们的观测绘制出了被认为是大质量原星系团中星系和黑洞生长的燃料类型的沉积结构中的气体。
2019-10-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relation between the local width and linear halo mass density of cosmic filaments
本研究估计宇宙细丝宽度并发现其局部宽度随每单位长度暗物质晕质量增加而大致呈二阶多项式增加,此关系有助于理解星系演化和揭示缺失重子。
2024-04-13 astro-ph.CO
Baryons in the CosmicWeb of IllustrisTNG - I: Gas in Knots, Filaments, Sheets and Voids
我们分析的IllustrisTNG模拟研究的质量,体积分数和相位分布的气体重子嵌入在结,丝,片和空隙的宇宙网络从红移$z=8$红移$z=0$。我们发现,长丝主机更多的恒星形成的气体比结,长丝也有较高的相对质量分数的气体在这一阶段比结。我们还证明了冷弥散星系际介质(IGM; $T<10^5 \, {\rm K}$,$ n_{\rm H}<10^{-4}(1+z) \, {\rm cm^{-3}}$)和温热星系际介质(WHIM; $ 10^5 \, {\rm K} <T<10^7 \, {\rm K}$,$ n_{\rm H} <10^{-4}(1+z)\, {\rm cm^{-3}}$)分别构成了红移为$z=0$的重子的$\sim 39\%$和$\sim 46\%$.我们的结果表明,WHIM可能构成了最大的水库{ \it失踪}重子在红移$z=0$。使用我们的宇宙网络分类,我们预测的WHIM是占主导地位的重子质量贡献的细丝和结在红移$z=0$,但不是在片和空洞的冷,弥漫IGM占主导地位。我们还研究了WHIM和IGM从红移$z=4$到红移$z=0$的演化过程,发现从红移$z=0$到$z=1$,WHIM在细丝和结中的质量分数仅以一个因子$\sim 2$演化,但在更高的红移处下降得更快。WHIM只占据红移为$0\leq z \leq 1$的体积的$4-11\%$。我们预测宇宙细丝中存在大量目…
2019-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Zippers and Twisters: Planes of Satellite Galaxies Emerge from Whirling and Shocking Gas Streams in the Cosmic Web
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);NYC College of Technology, City University of New York(纽约市立大学学院技术学院);Graduate Center, City University of New York(纽约市立大学研究生中心);Institut d’Astrophsyique de Paris, UMR 7095, CNRS, UPMC Univ.(巴黎天体物理研究所);Kyung Hee University(庆熙大学);LSST-DA Catalyst Fellowship, LSST Discovery Alliance(LSST-DA催化剂奖学金,LSST发现联盟);Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire(赫特福德大学天体物理学研究中心)
利用NewHorizon模拟研究银河系类似体的卫星星系系统,发现30%-70%的案例中存在与观测相当的卫星平面,这些平面与宇宙纤维和局部气体流结构密切相关,并识别出两种平面形成机制:拉链和扭转。
2026-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting the Cosmic Web: Lyα Emission from Simulated Filaments at z=3
标准宇宙学模型($Λ$ CDM)预测了宇宙网的存在:物质分布成连接大质量晕的薄片和细丝。然而,观测证据一直难以捉摸,由于低表面亮度的灯丝。最近的深MUSE/VLT数据和即将到来的观测为Ly $α$检测提供了一个有希望的途径,激发了现代理论预测的发展。我们使用流体动力学宇宙学模拟运行的AREPO代码来调查潜在的大规模的细丝,不包括嵌入其中的晕的贡献的可探测性。我们专注于细丝连接大规模($M_{200c}\sim(1-3)\times10^{12} M_\odot$)晕在z=3,并比较不同的模拟分辨率,反馈水平,和模拟图像的像素大小。我们发现,尽管内部灯丝结构的内在增强,增加模拟分辨率并没有实质性地提高可探测性。相比之下,对于31小时的MUSE积分,与没有反馈的模拟相比,包括反馈使可检测区域平均增加了$\simeq$ 5.5倍,这意味着即使细丝的非结合组分也对反馈具有相当大的敏感性。将图像分辨率从每像素(0.2”)$^2$的原生MUSE标度降低到(5.3”)$^2$孔径具有最强的效果,将可检测区域增加了中值因子$\simeq$ 200,并且当像素的大小大致匹配灯丝的宽度时最有效。最后,我们发现大部分的赖氨酸$α$发射是由于电子碰撞碰撞激发,而不是辐射复合。
2020-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy evolution in the cosmic web: the relative impact of nodes and filaments in the EAGLE simulation
Biswa Bangla Biswabidyalay(比斯瓦·班加拉·比斯瓦比亚亚莱);Visva-Bharati University(维斯瓦-婆罗多大学);Harish-Chandra Research Institute, HBNI(哈里什-钱德拉研究所,HBNI)
研究通过EAGLE模拟探讨宇宙网中节点和丝状结构对星系演化的影响,发现红星系靠近节点和丝状结构,蓝星系在边缘,环境影响随距离和质量变化而呈现不同特征。
2026-07-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of evolving cosmic filaments on mass and spin evolution of dark matter halos
University of Seoul(首尔大学);Chungnam National University(忠南国立大学);Institut d’Astrophysique de Paris(巴黎天体物理研究所);Kyung Hee University(庆熙大学)
通过追踪宇宙纤维的演化历史,发现纤维对邻近暗物质晕的质量吸积率和自旋取向产生系统性影响,揭示了纤维环境对晕的纯动力学作用。
2026-06-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The SAMI Galaxy Survey: First detection of a transition in spin orientation with respect to cosmic filaments in the stellar kinematics of galaxies
我们提出了第一次检测质量依赖星系自旋对齐与当地宇宙细丝超过2西格玛的信心,使用IFS运动学。使用宇宙网提取器DisPerSe在跨GAMA场的Mpc尺度上重建宇宙细丝的3D网络。我们将来自SAMI巡天的场星系分配到它们在3D中最近的暗条段,并估计了SAMI星系运动学自旋轴与它们在投影中最近的暗条之间的对准程度。低质量星系的自旋与最近的暗条对齐,而质量较高的星系更有可能显示出正交的方向。从第一个趋势到第二个趋势的恒星过渡质量介于对数恒星质量10.4和10.9之间,并暗示随着暗条尺度的增加而增加。在HorizonAGN宇宙学流体动力学模拟中发现了一致的信号。这支持了一个场景的早期角动量积累在涡度丰富的象限周围的细丝在低恒星质量,然后通过合并在高恒星质量的宇宙细丝的自旋正交的渐进翻转。相反,我们表明,暗物质只有模拟后处理的半解析模型处理的星系形成的斗争,以重现这种对齐信号。这表明气体物理学是增强星系-暗条排列的关键。
2019-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Filament profiles from WISExSCOS galaxies as probes of the impact of environmental effects
大尺度结构在星系演化中所起的作用至今还没有得到很好的理解。在这项研究中,我们调查的星系在0.1<z<0.3的范围内从一个增值版本的WISExSCOS目录周围的宇宙细丝与DisPerSE检测的性质。我们拟合了宇宙细丝周围的星系超密度轮廓,发现其典型半径为r_m = 7.5 ± 0.2Mpc。我们已经测量到在暗条的脊柱附近有多余的被动星系,高于过渡和活动星系的多余数量。我们还检测到SFR和Mstar梯度指向灯丝的脊柱。我们已经调查了这一结果,并发现每种类型的星系:主动,过渡,和被动,和一个积极的SFR梯度被动星系的Mstar梯度。我们还将星系的性质和宇宙网络中的气体含量联系起来。为此,我们研究了宇宙细丝周围星系的静止分数fQ分布。基于最近的研究气体和宇宙网络对星系性质的影响,我们用气体压力的β模型模拟了fQ。这里得到的斜率β =0.54+-0.18,与流体静力学平衡中的等温气体的设想(β =2/3)和SZ中拟合的气体分布是一致的。
2019-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Forecasting the success of the WEAVE Wide-Field Cluster Survey on the extraction of the cosmic web filaments around galaxy clusters
下一代宽视场光谱巡天将首次以高采样率观测大量星系团周围的陷落区。在这里,我们评估的可行性提取大规模的宇宙网络周围的集群使用即将到来的观测,现实的观测约束。我们使用的样本324流体动力学放大模拟的大规模星系团从ThreeHundred项目创建一个模拟观测目录跨越$5R_{200}$周围160个模拟集群。这些类似物在质量上与即将进行的WEAVE广域集群调查(WWFCS)所针对的16个集群相匹配。我们认为我们的采样完整性的纤维分配算法的影响,发现我们成功地分配目标81.7 $\% \pm$ 1.3的成员在集群郊区。接下来,我们通过使用度量$D_{\text{skel}}$来测试细丝提取算法的鲁棒性,该度量量化了到细丝脊柱的距离。我们发现,参考和恢复的细丝网络之间的中值位置偏移为$D_{\text{skel}} = 0.13 \pm 0.02$ Mpc,远小于典型的细丝半径$\sim$ 1 Mpc。恢复后的网络的群集连接基本上不会受到影响。我们的研究结果使人们相信,WWFCS将能够可靠地追踪大质量星系团附近的宇宙网细丝,从而为预处理对星系演化的影响的环境研究奠定基础。
2022-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Magnetic field evolution in cosmic filaments with LOFAR data
测量宇宙细丝中的磁场揭示了宇宙是如何被磁化的,以及磁化它的过程。使用LoTSS DR 2数据中144 MHz的旋转度量(RM),我们分析了RM河外分量的均方根作为红移的函数,以研究细丝中磁场随红移的演化。从以前的结果,我们发现,在144 MHz的RM均方根河外项占主导地位的贡献,从灯丝(超过90%)。包括一个误差项,以占当地的源的微小贡献,我们适合的数据与物理灯丝磁场的模型,演变为$B_f = B_{f,0}\,(1+z)^α$和密度从宇宙学模拟的五个磁成因的情况。我们发现,最佳拟合斜率在$α= [-0.2, 0.1]$范围内,不确定度为$σ_α= 0.4$ -0.5,这与无演化一致。随红移的增加,共动场以$γ= α- 2 = [-2.2, -1.9]$的斜率减小。$z=0$的平均场强在$B_{f,0}=39$ -84 nG范围内。对于典型的$δ_g=10$的灯丝气体过密度,$z=0$处的灯丝场强在$B_{f,0}^{10}=8$-26 nG的范围内。本文提出了一个初始同动场为$B_{\rm Mpc} = 0.04$ -0.11 ~nG的原生随机磁场模型。原始均匀场模型被拒绝。
2022-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spin conservation of cosmic filaments
宇宙细丝是宇宙中最大的坍缩结构。最近的观测和模拟都推断宇宙细丝具有相干的角动量(自旋)。在这里,我们使用细丝发现者来识别宇宙学模拟中的结构,并研究它们的物理起源,这是很好地描述了其拉格朗日对应区域的原始潮汐力矩-原丝。这个初始角动量在统计上保持了它们的方向,直到低红移。我们进一步表明,自旋重建方法可以预测细丝的自旋,并可能将它们的自旋与宇宙的初始条件联系起来。这种相关性提供了一种新的方式来约束和获得宇宙初始扰动的额外信息。
2022-04-01 astro-ph.CO
Impact of cosmic web on the properties of galaxies in IllustrisTNG simulations
本研究利用IllustrisTNG模拟,通过区分中央与卫星星系并控制多种因素,发现宇宙网环境对星系性质有影响,但局部过密度起主导作用,且卫星星系对细丝更敏感,该影响在红移0.5时减弱。
2025-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of cosmic filaments on starburst galaxies across cosmic times
Observatoire Astronomique de Strasbourg, UMR 7550, CNRS, Université de Strasbourg(斯特拉斯堡天文台,法国国家科学研究中心,斯特拉斯堡大学);Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université(巴黎天体物理研究所,法国国家科学研究中心,索邦大学);SRON Netherlands Institute for Space Research(荷兰空间研究所);Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen(格罗宁根大学卡普坦天文研究所);European Space Agency/ESTEC(欧洲空间局/欧洲空间研究与技术中心);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM(艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心,法国国家太空研究中心);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Department of Physics, University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校物理系);Cosmic Dawn Center (DAWN)(宇宙黎明中心);Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University(杜伦大学物理系计算宇宙学研究所)
利用SIMBA模拟和COSMOS观测数据,研究爆发式恒星形成星系、主序星系和熄灭星系相对于宇宙纤维结构的距离随红移的演化,发现爆发式星系在高红移时更靠近纤维,低红移时更远离,与模拟一致。
2026-06-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of cosmic filaments on the abundance of satellite galaxies
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);The Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);Astrophysics Center, Tianjin Normal University(天津师范大学天文中心);Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学天文与空间前沿研究院);School of Physics and Laboratory of Zhongyuan Light, Zhengzhou University(郑州大学物理学院与中原之光实验室)
研究利用IllustrisTNG模拟探讨宇宙丝环境对卫星星系丰度的影响,发现宇宙丝中中央星系宿主暗物质晕质量更高,导致卫星星系数量更多,但使用不同踪迹方法会引入显著偏差。
2026-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Possible observational evidence that cosmic filaments spin
宇宙中的大多数宇宙结构都是旋转的。虽然宇宙中的结构在各种各样的尺度上形成,从小的矮星系到大的超级星系团,但对这些尺度上角动量的产生知之甚少。我们已经研究了星系的细丝--直径达数亿光年的圆柱形物质卷须--本身也在旋转的可能性。通过将数千个细丝堆叠在一起,并检查星系垂直于细丝轴的速度(通过它们的红移和蓝移),我们发现这些物体也显示出与旋转一致的运动,使它们成为已知具有角动量的最大物体。旋转信号的强度直接取决于视角和灯丝的动态状态。正如从边缘观察旋转的盘状星系最容易测量旋转一样,在类似的几何排列下,暗条旋转也能被清楚地检测到。此外,位于长丝两端的晕圈的质量也增加了纺丝速度。晕的质量越大,探测到的旋转就越多。这些结果表明,角动量可以在前所未有的规模上产生。
2021-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
A cosmic web filament revealed in Lyman-alpha emission around a luminous high-redshift quasar
对宇宙结构形成的模拟预测,星系嵌入在一个“宇宙网”中,其中大多数重子以稀薄和高度电离的气体形式存在。这种材料已经研究了几十年的吸收背景源,但这些固有的一维探针的稀疏性排除了对底层网络的三维形态的直接约束。在这里,我们报告观测到的宇宙网细丝莱曼α发射,发现在宇宙气体荧光“照明”明亮的类星体在z=2.3的调查。射电宁静类星体UM 287周围的莱曼-α辐射预计大小约为460千秒差距,远远超出了任何可能的相关暗物质晕的维里半径。从观测到的辐射估计星云的冷气质量至少是宇宙学模拟通常发现的质量的十倍,这表明在当前的数值模型中可能缺少一个亚千秒差距大小的星系际气体团。
2014-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Populations of filaments from the distribution of galaxies in numerical simulations
我们提出了一个统计研究的宇宙网络的结构在大型流体动力学模拟插图TNG,插图,和Magneticum在红移z=0。我们专注于使用离散持久结构提取器(DisPerSE)检测到的灯丝周围的星系密度的径向分布。我们发现,平均配置文件的细丝提出了一个过剩的星系密度(> 5西格玛)的径向距离为27百万秒差距的核心。进一步研究了星系密度与暗条长度的关系,发现短(Lf <9Mpc)和长(Lf> 20Mpc)暗条是两个统计上不同的星系群。短纤维更蓬松,密度更大,与质量更大的物体连接,而长纤维更细,密度更小,与质量更小的结构连接。这两个群体追踪不同的环境,可能对应于过密结构之间的物质桥梁(短纤维),以及塑造宇宙网骨架的宇宙纤维(长纤维)。通过马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)的探索,我们发现,密度分布的短和长的细丝可以描述由相同的经验模型(广义纳瓦罗,弗伦克和怀特,β模型,一个单一的和一个双重的权力法律)与不同的和不同的参数集。
2020-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Magnetic field strength in cosmic web filaments
我们使用来自LOFAR两米巡天数据发布2(LoTSS DR 2)的144 MHz旋转测量(RM)目录来测量低密度环境中河外RM(RRM:剩余RM)和源的偏振分数($p$)随红移的演化。我们还通过与NRAO VLA Sky Survey RM目录的交叉匹配在1.4 GHz处进行了相同的测量。我们发现,RRM与红移是平坦的,在144 MHz,但是,一旦红移校正,它显示出在高意义的演变。此外,$p$随着红移而演化,在$z\sim2$处减少$\sim$ 8倍。比较144-MHz和1.4-GHz的数据,我们发现,所观察到的RRM和$p$是最有可能有一个起源本地的源在1.4-GHz的,而宇宙网丝的起源是在144-MHz的青睐。如果我们将整个信号归因于细丝,我们推断每细丝的平均静止帧RRM为RRM_{0,f} = 0.71 \pm 0.07 rad m^{-2},每细丝的磁场为B_f = 32 \pm 3 nG。这与基于同步辐射叠加的互补方法获得的估计一致,并且如果原始磁场被天体物理源场播种放大,则与宇宙学模拟一致。对RRM_{0,f}的测量支持了暗条中存在扩散重子气体的说法。我们还估计了丝条磁湍流的保守上限σ_{ RRM_{0,f} } =0.039 \pm 0.001 rad m^{-2},认为有序磁场分量在丝条中占主导地位.
2022-02-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological Origami: Properties of Cosmic-Web Components when a Non-Stretchy Dark-Matter Sheet Folds
在当前的宇宙学范式中,一个最初平坦的三维流形遍布空间(“暗物质层”),折叠起来建立质量集中(星系),以及它们之间的宇宙网。半导体是节点,通过细丝和壁的网络连接。折叠是在六维(3D位置,加上3D速度)相空间。折痕或焦散的位置标记结构的边缘。在这里,我介绍一个折纸近似宇宙结构的形成,其中的暗物质片是不允许拉伸。但它仍然产生了一个理想化的宇宙网络,有节点,细丝,墙壁和空隙。在2D中,节点以“多边形折叠”(折纸中的扭曲折叠)的形式形成,必然同时产生细丝。在3D中,节点以“多面体塌陷”的形式形成,同时生成细丝和壁。在模型中,节点和细丝的质量、空间排列和角动量是相关的。我描述了一些“四面体的褶皱”,或四面体的扭曲折叠,模型。
2015-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing Galaxy Bias Through the Cosmic Web: The Role of Filaments
Universidad Técnica Federico Santa María(弗雷德里克·Santa Maria 技术大学);Pontificia Universidad Católica de Valparaíso(瓦爾帕萊索天主教大學);The University of Tokyo(東京大學);University of Pennsylvania(賓夕法尼亞大學);The Abdus Salam International Center for Theoretical Physics(阿卜杜斯·薩拉姆國際理論物理中心);Universidad Nacional de Córdoba(科爾多瓦國立大學);CONICET-UNC(阿根廷國家科學技術研究委員會-科爾多瓦大學)
本研究利用 DisPerSE 算法分析 IllustrisTNG 模拟数据,发现星系 bias 与纤维长度、节点距离等相关,节点外围星系 bias 最高,且短纤维 bias 分布均匀、长纤维 bias 向节点递增。
2026-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic filament spin -- II: filament spin and its impact on galaxy spin-filament alignment in a cosmological simulation
本文采用与观测相同的方法在宇宙学模拟中测量纤维状结构自旋,验证了模拟与观测结果的一致性,并发现强自旋且动力学冷的纤维状结构对星系自旋-纤维状结构相关性影响更大,揭示了纤维状结构旋转对星系角动量获取的重要性。
2025-05-06 astro-ph.CO
When do cosmic peaks, filaments or walls merge? A theory of critical events in a multi-scale landscape
宇宙结构的合并率的计算,依赖于Ancestra,它们可以预测在初始线性密度场从临界点的合并与增加平滑尺度,在这里作为宇宙时间的代理。除了合并的峰值与鞍点(代理晕合并),我们认为合并和成核的所有关键点,包括壁鞍到conventient-saddle和壁鞍到最小值(代理丝和空合并分别),因为它们影响的几何形状的银河系陷落,特别是丝断开。分析预测的一点统计验证对多尺度测量在2D和3D实现的高斯随机场(相应的代码可应要求提供)和定性比较宇宙学$N$ -体模拟在早期($z\geq 10$)和大尺度($\geq 5\, \mathrm{Mpc}/h$)。丝聚结的速度相比,合并率的晕和两点聚类这些事件的计算,以及它们的互相关与临界点。这些相关性是定性一致的保存暗物质晕的连接性,和组装偏差的大尺度结构的影响。对于$Λ$ CDM宇宙学,作为质量和红移函数的晕和空洞的破坏率被量化到$z=0$。给出了高维单点统计量,以及临界点和临界事件数之间的一致性关系。
2020-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark matter decay signals in cosmic filaments
本文利用EAGLE模拟研究宇宙纤维中的暗物质密度轮廓,发现GeV尺度暗物质衰变可产生可探测射电同步辐射,并通过叠加纤维射电数据将暗物质衰变寿命限制提高了最多两个数量级。
2025-04-10 astro-ph.CO hep-ph
Probing modified gravity in cosmic filaments
为了理解宇宙加速膨胀的本质,在文献中提出了对广义相对论(GR)的多种修正。然而,到目前为止,GR的所有预测都得到了证实,准确性不断提高。在这项工作中,我们研究了一类特殊的模型的印记-“屏蔽”修改引力理论-宇宙细丝。我们利用$N$ -体代码ISIS/RAMSES来模拟Wavelon模型和Hu-Sawicky $f(R)$模型,并使用DisPerSE对输出进行后处理以识别宇宙网的细丝。我们研究了细丝的整体性质-例如它们的长度,质量和厚度-以及它们的径向密度和速度分布在不同的引力理论下如何变化。我们发现,长丝,平均而言,在修改后的重力模型相比,在$Λ$ CDM更短,更密集。我们还发现,灯丝的速度分布增强,与理论预期一致。总的来说,我们的研究结果表明,宇宙细丝可以是一个有效的补充探测Mpc尺度上的筛选修改引力理论。
2018-09-14 astro-ph.CO
Evolution of cosmic filaments in the MTNG simulation
基于MilleniumTNG模拟,研究宇宙纤维在z=0至4的演化,发现共动长度函数和过密度剖面稳定,但长短纤维遵循不同演化路径,暗示其可作为暗能量探针。
2024-01-12 astro-ph.CO
Cosmic filament spin -- I: a comparative study in observation
本文通过比较不同纤维丝识别算法和星系巡天数据,研究宇宙纤维丝自旋信号的可靠性,发现当纤维丝主干视角大于80度时可探测到自旋信号,且该信号受视角、动力学温度及红移空间畸变效应影响。
2025-05-06 astro-ph.CO