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《天文学进展》2015,(4)
系统介绍暗晕-暗晕并合在理论方面的形成与发展,并简要介绍了其在数值模拟检验(冷暗物质模型)及拟合方面的进展。暗晕-暗晕并合率问题可与星系-星系并合率联系,正确地定义暗晕-暗晕并合率很重要,影响并合率的因素却很多,从数值模拟所得到的拟合公式往往存在较大差异,这些差异主要来自于定义:对并合的定义(并合树的建立),对暗晕质量的定义以及并合暗晕前身质量比的定义。数值模拟输出的时间步长也会对此有所影响,此外暗晕并合率也与环境强烈相关。对这些因素所导致的差异做了简单比较。此外,对于暗晕并合率的统计可分为对不同红移处的拟合和对z=0时刻对其并合历史的拟合,其中后者对不同质量的暗晕往往能给出一个较统一的拟合公式。 相似文献
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《中国科学院上海天文台年刊》2015,(0)
利用高精度大样本Λ冷暗物质(Λcold dark matter,ΛCDM)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(virial radius)距离处,耦合信号非常强烈,〈 cosθ〉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10~(11±0.5)h~(-1)M,10~(12±0.5)h~(-1)M,10~(13±0.5)h~(-1)M,10~(14±0.5)h~(-1)M(其中M为太阳质量,h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。 相似文献
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本文分别从数值模拟、理论和观测的角度研究和分析了三点相关函数以及双谱对尺度、形状和光度等的依赖性,并比较了数值模拟与二阶扰动理论以及暗晕模型的差别。我们发现二阶扰动理论即使在线性尺度上也是与数值模拟存在明显偏差的,它并不足以很好地描述暗物质双谱在大尺度上的行为。如果要与数值模拟更好地吻合,我们需要引入更高阶的修正。我们用其他人的半解析模型构建了对应于我们数值模拟的模拟星系样本,并计算了不同光度星系样本的双谱从而得到了相应的星系偏袒值。我们发现,对星系密度场的泰勒二阶展开是可以适用到准线性尺度k(?)0.15h/Mpc上的,但是要通过三点相关来获得准确的星系偏袒值,我们需要拥有对暗物质密度场的准确估计,这却是二阶非线性扰动理论所无法做到的。暗晕模型在定性描述双谱行为方面是十分有效的,但是它与数值模拟的定量比较还是存在很多不同。要用暗晕模型来精确描述双谱,我们需要对模型的各种设定做出精细的调节和改进。最后,我们还利用了SDSS的最新观测数据测量了红移空间的三点相关函数以及投影三点相关函数,并研究它们对于星系光度、颜色和恒星质量等性质的依赖关系。我们发现,不同于之前的许多工作,星系的归约三点相关函数对光度存在明显的依赖性,而这种依赖性却是与三角形的形状和尺度耦合在一起。三点相关对恒星质量的依赖与光度依赖性十分类似。而颜色的依赖性在小尺度上则比光度和恒星质量更显著一些。 相似文献
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《天文学进展》2015,(3)
活动星系核的能量反馈是星系形成理论模型中的一个重要物理过程,与星系所处的暗物质晕质量、星系中央大质量黑洞吸积率等因素有关。当前的半解析模型预测活动星系核反馈机制主要有两种模式:射电模式和类星体模式,前者主要发生在大质量暗晕中央的大质量星系中,后者主要由较小质量星系并合导致。利用斯隆数字化巡天(SDSS)提供的目前最大的类星体光谱观测样本,结合基于SDSS构建的星系群(团)表,从统计上分析了类星体的热光度和暗晕质量的分布情况。初步分析结果显示,在大质量暗晕中,类星体的热光度和所在暗晕的质量没有相关性,类星体所在暗晕的质量分布很广,进一步证实了高光度的类星体并不存在于大质量的暗晕中。 相似文献
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宇宙学数值模拟预言的暗晕及其子结构的统计性质,被广泛应用于星系形成模型、近邻宇宙学、红移巡天、宇宙大尺度结构、引力透镜和暗物质搜寻等研究领域。在精确宇宙学时代,随着天文观测能力的不断增长,人们对模型精度提出了更高的要求,因此,数值模拟及其分析工具将继续起到不可替代的巨大作用。数值模拟中物质结构的性质往往与具体的搜寻算法有关,从最初通过数值模拟发现子晕到现在的20年里,结构搜寻算法有了极大的发展,新算法不断涌现。了解不同数值搜寻算法的实现及其差异,有助于分析模拟结果的系统差和不确定性,增强研究的可重复性。通过总结现代子晕数值搜寻的基本方法,并以几种典型的搜寻算法为例,探讨了它们之间的异同,及其对相关研究的影响;回顾了子晕的基本统计性质,包括质量函数、空间分布和密度轮廓等,以及这些统计结果对搜寻算法的依赖。此外,还讨论了重子物理的影响。 相似文献
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对矮星系和晚型LSB星系的最新高分辨率自转曲线进行观测,揭示出由CDM主导的物质密度分布中心具有常数密度核。在ΛCDM宇宙学框架下,纯CDM宇宙学N体模拟给出普适的、带尖点的NFW模型,解决尖点-核问题的最佳方案是考虑暗晕中心重子物理过程对暗晕密度分布的影响。到目前为止,考虑重子物理过程后,不管是解析模型还是数值模拟,给出的暗晕密度分布都能很好地符合自转曲线的观测结果,但是却不能通过强引力透镜观测的检验。最后,对基于这两种观测到底能不能用一个统一的暗晕密度分布模型来描述作了简要的讨论,并认为需要更多的强引力透镜样本和分辨率更高的数值模拟,以解决上述问题。 相似文献
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本文在Wen等人工作的基础上,对CfA红移巡天样本中银道以北和以南天区中星系的大尺度分布分别进行了分维计算并比较其所得结果。分析表明,这两个区域内星系的大尺度分布存在显著差异。说明CfA样本还不能构成代表宇宙大尺度结构的好样本。另一方面,两个区域中样本分析结果又存在着一些明显的共同点:它们都表现出明显的多级分形特征。结合对IRAS星系红移巡天样本和星系分立小天区红移巡天样本的分析结果。我们认为,多级分形很可能是宇宙大尺度结构的一个普遍和重要的特征。本文对这一特征的含义也作了简略的讨论。 相似文献
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基于离散小波变换(DWT)方法,提出了一种可用于计算三维数值模拟样本面密度的平滑算法.为检验方法的有效性,利用该算法研究了两组不同质量解析度的引力透镜数值模拟样本,样本采用了暗物质晕的等温椭球模型,使用蒙特卡罗方法生成.计算结果表明此算法能够在很高的精度上构建引力透镜模拟样本的面密度分布轮廓,由面密度计算出来的透镜的临界曲线和焦散曲线也能较好地和理论曲线吻合,结果是令人满意的.同时比较了三组不同的小波基的计算结果,包括Daub4,Daub6和B-spline 3th,给出了最优的选择.在不损失平滑效果的同时,此算法具有非常高的速度,非常适合于处理以后更高精度的N体数值模拟. 相似文献
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宇宙学的基本假设之一是宇宙在大尺度上均匀各向同性.为了验证星系分布在大尺度上的均匀性,分别计算观测样本和观测空间几何体的分形维数,得到SDSS-DR4中星系分布的分形维数.观测空间几何体的分形维数用随机样本来确定.样本中的星系红移z的范围为0.01-0.26.当尺度持续增加至几十个Mpc时,星系分布的分形维数一致地趋向于3.所有的样本均显示了明显的转变尺度,当尺度大于此转变尺度时,星系分布的分形维数D<,G>～3,星系的分布转变为均匀分布.结果支持了宇宙学的基本原理关于宇宙大尺度均匀的假设.样本的转变尺度随着样本的光度增强而变大,说明小尺度上星系的分布不是简单的分形分布,而是多维分形分布.高光度星系的转变尺度非常大,直到100h-1Mpc左右才变得均匀. 相似文献
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三点相关函数或傅里叶空间的重谱(bispectrum)是研究由引力不稳定性演化产生的大尺度结构非高斯性质的最低阶统计量。介绍了相关函数的基本理论知识;结合观测和数值模拟的测量结果,以及暗晕模型预言的三点相关函数,阐述了三点相关函数及其傅里叶变换的重谱的研究进展。 相似文献
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在对不同光度星系大尺度分布进行空间两点相关函数分析的基础上,仍以CfA红移巡天资料为样本,对不同光度星系分布进行了交叉相关分析。结果表明,不同光度星系间的交叉相关函数仍可近似地以幂函数表示,说明不同光度星系在空间是一起成团的。但在较小尺度上((?)4—6Mpc),光度较高的星系间相关更强,而在更大一些尺度上光度较高的星系间相关减弱更快,甚至变得比与光度较低星系间的相关更弱。结合前面对自相关函数分析的结果可以看到,统计上看来,星系分布形成群和团。群或团中亮的星系形成更致密的分布而较暗的星系则在这些群和团中分布较弥散。此结果表明星系光度和其环境(密度)有关,从而从观测上为Biased星系形成理论提供了一个可能的证据。 相似文献
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选用银河系中29个累积光谱型为F型的球状星团样本。根据它们的视向速度，绝对自行等参数，归算处理后得出了各样本星团的空间分布和运动速度。并以此作为初始条件，在给定的3种银河系引力势模型中，采用数值积分方法计算出各样本星团的运动轨道。计算结果表明：（1）大部分样本星团都位于银心距5kpc-10kpc的范围内，相对于银心呈球对称分布，它们的速度也呈椭球分布；（2）29个样本星团按其金属度大小和基本性发类，可分属HB和MP两个次系，且样本星团数随金属度[Fe/H]而变化，在[Fe/H]＝－1．6处出现一个峰值；（3）所有样本星团的轨道运动都呈周期性，大都在一个有界而不封闭的周期轨道上运动，其最大银心距大都在40kpc以内。不同的引力势模型对球状星团轨道的具体形态影响不大，在给定的引力势模型下，当某些星团的运动轨道穿越距银心1kpc附近的区域时会出现“混沌”行为。而样本星团的金属度与其轨道形态之间的相关性并不明显；（4）29个样本星团的轨道半长轴、远银心距和方位周期随金属度的变化规律基本相似。轨道偏心率与金属度有关，对于所选的晕族样本星团而言，大约有24％的样本星团的轨道偏心率低于0．4，不同的引力势模型对近银心距、偏心率和参数的不确定度等量影响较小，但是对远银心距、径向周期和方位周期等参数影响较为明显。 相似文献
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本文对具有初始几何形状及维里系数相同,但初始速度弥散度分布不同的三轴椭球进行了数值模拟。四个模型的最后质点分布及等密度轮廓的图象表明,三轴椭球的塌缩是与初始弥散速度的分布密切相关的。而不同的初始弥散速度分布可能与原星系在薄饼中不同的碎裂时刻有关。 相似文献
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通过分析由五个笔形天区的完备红移巡天和九个1/3采样红移巡天得到的样本,研究了星系分布中的大尺度结构。用一种改进过的方法计算了该分布的分维。结果表明星系分布确实具有3—4.5h~(-1)Mpc的典型尺度,这与Shanks等的结果一致。 相似文献
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对银河系内卫星星系进行全面的"人口普查"具有重要的意义。目前已经发现了二十几个卫星星系,其光度范围分布很广,最暗的矮星系比球状星体还暗。叙述了卫星星系的光度分布、空间分布和动力学性质。总结了观测和理论研究进展,并讨论了星流和伽玛射线在研究银河系结构和暗物质性质方面的贡献。表明了卫星星系的统计分布能用来很好地限制冷暗物质理论和星系形成的相关物理过程,同时指出当前研究的局限性和可能的发展方向。 相似文献