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利用高精度大样本的冷暗物质($\Lambda$ cold dark matter, $\Lambda$CDM)宇宙学数值模拟的数据, 对重子物质如何影响暗物质晕的形状和角动量进行了研究.使用了3种数值模拟数据, 纯暗物质模拟、含辐射冷却、恒星形成和动力学超新星反馈的模拟, 包含活动星系核反馈效应的恒星形成模拟. 对这3种模拟, 还进行了不同红移处的比较. 主要结果如下.重子物理过程会改变暗物质晕的质量分布, 特别是有活动星系核反馈机制的情况下.比如, 活动星系核反馈会减少大质量暗物质晕的形成.随着宇宙的演化, 暗物质晕的空间形态逐渐由扁变圆. 重子物质的存在会加速暗物质晕形状的变化过程, 而且会使暗物质晕形状变得更圆. 但是活动星系核的反馈会对这一加速效应产生抑制.重子物质对暗物质晕的影响与暗物质晕的质量和半径都存在一定的依赖性.暗物质晕的质量越大, 它会呈现更扁的形态. 同时, 重子物质对任意质量的暗物质晕或暗物质晕在任意半径处的变圆均有一定的促进作用,尽管活动星系核反馈会抑制这一促进作用.特别是对于暗物质晕在0.2--0.6倍维里半径处的形状, 重子物质的影响尤为明显.此外, 重子物质的存在会对暗物质晕的角动量产生显著影响, 它会增大暗物质的角动量. 暗物质晕的自旋参数与质量无相关性, 但是与暗物质晕的半径存在一定的相关性. 相似文献
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宇宙的结构是由初始密度扰动发展而成的。在引力和宇宙膨胀的作用下,初始密度扰动不断增长,经过线性和非线性阶段,逐渐演化为现今的宇宙结构。在一个给定的宇宙学模型下,可以用一系列动力学方程来描述宇宙中暗物质和重子物质的运动及演化历史。在过去的几十年间,随着算法的完善和计算机技术的发展,从最初几十个粒子的纯引力模拟到1010个粒子在秒差距量级的多体加流体动力学模拟,大量不同的数值模拟技术被用来研究宇宙结构的形成和演化。在这个过程中,数值模拟的分辨率和精度不断提高,模型中对重子物质物理过程的描述也越来越完善。这些模拟技术与观测结果相结合,使人们对宇宙的大尺度结构以及星系团的形成和演化有了更深刻的理解,也在一定程度上影响了观测的发展方向和设备研发。不同数值模拟结果在纯引力研究方面得到了较好的统一,但不同的星系模型使得流体模拟的结果存在较大的差异。 相似文献
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宇宙中的大部分物质是不可视的,这些暗物质在宇宙大尺度结构的形成中起到重要的作用。本文首先讨论了暗物质存在和均匀分布的证据,并指出宇宙中可能存在两种非重子的暗物质成份。在具有两种暗物质成份的宇宙中成团过程将不同于标准的绝热和等温两种成团图景。在具有两种成份的体系中成团过程的特征是:假如ρ_1和ρ_遍以及λ_(1J)和λ_(2J)分别为两种成份的密度和相应的Jeans长度,当满足条件ρ_1≤<ρ_2,λ_(1J)≤λ_(2J)时,无论初始扰动存在于成份1或成份2中,尺度小于λ_(2J)的不均匀性总是在非主导成份中发展得比主导成份2中更大一些。从这种新的成团图景中我们可以解释在类星体分布中的下述特征: (1)与星系分布相比较,类星体的分布中在尺度10—100Mpc上没有很强的不均匀性; (2)红移Z>2和Z<2的类星体的分布不相同,前者没有大尺度的结果,而后者则有。 相似文献
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神秘而不可见的物质维系着宇宙,使我们生存的世界免于分崩离析,但它们到底是什么？
宇宙并不遵循“所见即所得”的原则。事实上,我们所看到的物质——恒星、气体和尘埃——仅仅占据了宇宙物质质量的10％左右。这些可见的普通物质由质子、中子和电子组成。科学家们把它们称为“重子物质”,因为质子和中子在亚原子粒子中被称为“重子”。宇宙物质的其余90％则是“暗物质”,它们包围着宇宙中的每一个星系。 相似文献
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周国荣 《中国天文和天体物理学报》1999,(1)
讨论了在以冷暗物质为主的宇宙中,超新星爆发对矮星系演化的反馈作用。建立了星系的质量丢失模型,提出了理论模型与观测进行比较的方法。对数值计算结果的理论分析表明,当星系外围存在一个暗物质晕时,由超新星爆发引起的质量丢失虽然受到了极大的限制,却不像人们预期的那么困难。如果假定星系的形成红移为ｚ＝２～８,那么,在所选取的参数范围内,理论计算和观测结果是相符合的。这种定性上的符合显示出,星系的质量越小,它们就形成得越早． 相似文献
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讨论了在以冷暗物质为主的宇宙中,超新星爆发对矮星系演化的反馈作用,建立了星系的质量丢失模型,提出了理论模型与观测进行比较的方法。对数值计算结果的理论分析表明,当星系外围存在一个暗物质晕时,由超新星爆发引起的质量丢失虽然受到了极大的限制,却不像人们预期的那么困难。如果假定星系的形成红移为ｚ＝２￣８,那么,在所选取的参数范围内,理论计算和观测结果是相符合的。这种定性上的符合显示出,星系的质量越小,它们 相似文献
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本文综述了近年来国际上对微波背景辐射的各向异性和谱畸变问题的主要研究成果。这一研究可以提供早期宇宙演化的重要信息,对研究初始密度扰动谱、宇宙暗物质、星系及宇宙大尺度结构的形成以及复合之后的再热过程都具有重要意义。 相似文献
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在主流的冷暗物质(cold dark matter,CDM)模型中,暗物质由于引力不稳定性塌缩成位力化的结构,形成所谓的暗物质晕(dark matter halo),然后重子气体由于辐射消耗能量而落入这些暗晕的中心,最终形成星系.暗晕一般是通过等级成团的方式形成,即小质量暗晕先塌缩形成,进而通过并合形成更大尺度的暗晕.并合后的小质量暗晕不会立即消失,而形成暗晕(主暗晕,host halo)的次结构(dark matter halo substructure或subhalo).在次结构中形成的星系是在主暗晕中形成的中心星系的伴星系(satellite galaxy,亦称卫星星系).伴星系因为质量小、光度低而成为观测中的矮星系. 相似文献
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本文在宇宙弦模型中,计算了各种暗物质主导宇宙的大尺度均方质量扰动和速度场。我们的计算结果表明,如果冷暗物质和重子主导字苗在8Mpch~(-1)处引力成团达到非线性或者中微子主导宇宙在z～3时出现Pancake碎裂,则相应的宇宙弦线密度μ均应满足关系式:Gμ>10~(-5),而这样的弦密度将导致宇宙微波背景较大的各向异性并违反大爆炸核合成理论。对大尺度速度场的计算,我们得到了它随距离增大比通常宇宙模型下降得更慢的结果,但它仍不足以解释Collins等最近报告的在50h~(-1)Mpc处v_p=970±300km·s~(-1)的固有速度。因此我们的计算表明,由单一的弦扰动形成观测到的大尺度结构是困难的。双扰动模型有可能是解决困难的一种途径。 相似文献
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暗物质既是宇宙必需的组成部分,更是一个依然扑朔迷离的难题。根据对宇宙大爆炸余辉——微波背景辐射——的研究,你、我、每一件日常用品、行星、恒星、星云和星系等,我们周围可见的所有物质仅占据宇宙质量能量的4.9%。与之形成对比的是,暗物质占据了宇宙的26.8%,是普通物质的5倍多,但它们的本质至今不明。 相似文献
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基于目前流行的冷暗物质等级成团理论的星系形成的半解析模型取得了很大进展．在引入一系列合理的关于重子物质物理过程的假设，如气体冷却、恒星形成率、超新星能量反馈以后，结合N体数值模拟，星系形成的半解析模型一方面能较成功地预言许多与观测符合的近邻星系的性质，如光度函数、星系的两点相关函数、Thlly-Fisher关系、星系团中椭圆星系的颜色一星等关系等；另一方面还能较成功地预言宇宙的恒星形成历史，以及一部分高红移星系的性质，如Lyman-Break星系的数目随红移的分布．但是最近一些观测表明，半解析模型在高红移预言的大质量星系较少，且红星系数目也较观测少．重点讨论半解析模型成功与不足之处，并指出解决这些问题可能的途径。 相似文献
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目前的星系形成理论认为，盘状星系由暗晕中的重子物质冷却并坍缩而成。在这一演化图像中，重子物质的角动量及其分布起着关键作用，它直接决定了盘状星系的结构。然而，在盘状星系形成和演化的各种解析、半解析模型及数值模拟中，出现了一系列与角动量有关的问题。其中包括角动量灾变(angular momentum catastrophe)及角动量分布不匹配(mismatch of angulamomentum profile)等。近年来，为解决此类问题，人们进行了大量的研究，引入并建立了各种机制和模型。详细表述了星系形成与演化中两类主要的角动量问题，并系统地综述了目前针对此类问题所提出的各种可能的解决方法和途径。 相似文献
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一百年莉 一百年以前,我们对天文学的认识完全不能和今天相比。当时人们并不知道宇宙大爆炸、宇宙膨胀,也不知道宇宙的年龄、宇宙的尺度。正如宇宙微波背景辐射那样,当时人们对于宇宙膨胀和暗能量这些概念是完全想象不到的。我们对银河系外的星系知之甚少,对星系团和暗物质则完全不了解。而对于活动星系核、黑洞和喷流（图1）,我们也是一无所知。我们甚至都还没观测到中性氢或巨分子云（图2）。 相似文献
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两个不起眼的星系在学界掀起了轩然大波,但时至今日仍不清楚到底是怎么回事。在距离地球约6000万光年之外——至少有一些天文学家的结论如此,有一对奇特的星系正在引发一场宇宙学骚动。分别被称为NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4,后文简称为DF2和DF4,它们所包含的恒星数量远远少于常见的星系。然而,让天文学家咋舌的并非它们缺少恒星,而是这两个星系似乎不包含暗物质,但暗物质占据着宇宙物质组成的85%。 相似文献
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星际气体是星系中重子物质的重要组成部分,其中的分子气体（主要是分子氢H2）以及原子气体（主要是中性氢HI）对于星系中发生的各个物理过程至关重要。本文在前人的星系形成和演化的半解析模型基础上,加入了描述星系盘中分子气体和原子气体成分的物理模型,来研究分子气体和原子气体对于星系形成和演化所起的作用。我们主要使用了马普天体物理所Munich Group的L-Galaxies半解析星系形成模型,并借鉴了星系化学演化模型的方法,把半解析模型中的每一个星系盘分成了多个同心圆圈,然后在每个圈中分别追踪气体下落、分子气体和原子气体转化、恒星形成、金属增丰、超新星爆发加热冷气体等发生在星系盘上的物理过程,并且每个同心圈都是独立演化的。在我们的模型中,一个基本假设是每个时间步内气体都是以指数形式下落到星系盘上,并且直接叠加在已有的气体径向面密度轮廓之上,其中指数盘的标长rd正比于星系所在暗物质晕的维里半径rvir与旋转参量λ的乘积。我们的模型使用了两种描述分子气体形成的模型:一种是基于Krumholz等人解析模型的结果,其中分子气体的比例与局域气体面密度以及局域气体金属丰度相关;另一种是分子气体比例与星际压强相关的模型,根据Obreschkow等人的近似,分子气体的比例与气体面密度以及恒星质量面密度相关。由于恒星形成过程发生在星际巨分子云之中,并且根据Leroy等人的观测结果,恒星形成率面密度近似正比于分子气体的面密度,因此我们在模型中使用了与分子气体面密度相关的恒星形成规律。 相似文献
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宇宙中的引力透镜现象 总被引：2，自引：1，他引：1
本文评述了近十年来所发现的引力透镜事例及其理论解释,讨论了利用引力透镜现象研究宇宙大尺度结构,星系结构、类星体性质、暗物质性质及宇宙弦特性等一系列问题,展示了引力透镜效应这一活跃研究领域之全貌。 相似文献