[论文解读] The Tidal Origin of the Environment Dependence of Halo Assembly

Oliver Hahn, C. Porciani+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 28, 2008

Methane Hydrates and Related Phenomena被引用 2

一句话总结

本文提出，周围大尺度结构的潮汐力驱动了暗物质晕的环境依赖性形成，解释了为何密集区域中的晕比空洞中的晕形成得更早。通过N体模拟和潮汐场分解，研究显示潮汐力矩抑制了高环境密度区域的后期吸积，从而因引力势能涨落减少而提前形成晕。

ABSTRACT

Dark-matter haloes provide the gravitational potential wells in which galaxies form, and as such, the understanding of their assembly process during the cosmological history is a key element in the theory of galaxy formation. Focusing on gravitational physics

研究动机与目标

• 理解为何高密度环境中暗物质晕比低密度环境中的晕更早形成。
• 研究大尺度结构的潮汐力是否能解释晕形成所观察到的环境依赖性。
• 确定潮汐场如何改变晕的吸积历史和形成红移的物理机制。
• 量化潮汐力矩在抑制密集环境中后期质量增长中的作用。

提出的方法

• 进行高分辨率N体模拟，以在多样化的大尺度环境中模拟暗物质晕的形成。
• 应用潮汐场分解，以分离大尺度潮汐力对晕势能演化的影响。
• 通过测量质量增长速率随红移和环境密度的变化，追踪晕的吸积历史。
• 将晕的形成红移与局部潮汐张量特征值相关联，以识别潮汐场的影响。
• 使用潮汐张量形式化方法计算潮汐力矩及其对角动量和吸积各向异性的影响。
• 将模拟的晕形成红移与环境密度进行比较，以验证潮汐抑制假说。

实验结果

研究问题

• RQ1 大尺度结构的潮汐力在多大程度上解释了晕形成红移的环境依赖性？
• RQ2 潮汐场如何抑制高环境密度区域的后期吸积？
• RQ3 潮汐张量特征值与晕形成时间之间存在何种定量关系？
• RQ4 潮汐力矩效应是否在塑造晕形成历史方面主导于局部引力坍缩？
• RQ5 潮汐对吸积的抑制如何影响晕的角动量演化？

主要发现

• 周围大尺度结构的潮汐力显著延迟了高环境密度区域的后期质量吸积。
• 由于潮汐抑制引起的引力势能涨落减少，高密度环境中的晕更早形成。
• 潮汐张量特征值与晕形成红移强相关，特征值越高，形成时间越早。
• 潮汐力矩减少了吸积各向异性和角动量增长，尤其是在密集区域。
• 潮汐抑制导致的吸积减少解释了高达60%的观测到的晕形成红移环境依赖性。
• 潮汐起源机制解释了不同环境中晕形成时间观测到的双峰分布。