暗物质主晕与其子晕的自旋方向相关性研究

作者：陈升,赵东海

摘要：利用高精度大样本A冷暗物质（Acolddarkmatter，ACDM）宇宙学数值模拟的结果，对暗物质主晕与其子晕的自旋方向相关性进行了研究。本文用两者自旋方向夹角的余弦值（COSθ）作为指标，观察（COSθ）随两者之间距离以及红移的变化。若暗物质晕的自旋方向在空间随机分布，则按统计理论可得（COSθ）应为0；若（COSθ）大于0，则表示暗晕之间自旋方向正相关；若（COSθ）小于0，则表示暗晕之间自旋方向反相关。主要得到三个结果：第一，子晕自旋方向在空间的分布非随机，越靠近主晕内部，（COSθ）越大且为正值，与主晕的自旋方向相关性越强烈。当子晕与主晕质量相当时，在主晕的百分之一个维里半径（virialradiusl距离处，耦合信号非常强烈，（COS0）高达约0．8；而在主晕的维里半径距离处，相关性几乎不存在。第二，子晕与主晕的质量比越大，相关性越强烈。当子晕与主晕质量比相同时，对于不同质量主晕，如1011±0.5^M，1012±0.5^h-1^M，1013±0.5^h-1^M,10 14±0.5^h-1M（其中Me为太阳质量，九为无量纲哈勃常数），相关性曲线几乎重合。第三，该相关性不依赖于红移。但高红移处仍需更高精度模拟进一步验证。这是首次对暗物质主晕与其子晕自旋方向相关性进行的系统性研究，且相关强度较类似物理量的相关更强。末尾简要讨论了产生该相关性的可能原因和可深入进行的后续研究。

发文机构：中国科学院上海天文台

关键词：自旋方向相关性数值模拟暗物质晕数值效应红移spin direction correlationsimulationdark matter halonumerical effectred-shift

分类号： P159[天文地球—天文学]