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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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《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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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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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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《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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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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《天文学进展》2016,(3)
带有暗能量、具有标度不变的绝热原初扰动功率谱的冷暗物质宇宙学模型被视为标准冷暗物质宇宙学模型(ΛCDM模型)。弱相互作用重粒子(WIMPs)成为暗物质的强劲候选者。很多标准模型的扩展模型可以很自然地构造出弱相互作用的大质量粒子。暗物质剩余丰度的标准计算表明,WIMP粒子自然满足?_(DM)h~2≈0.11的天文观测。WIMP粒子的质量较大,运动速度相对缓慢,容易聚集成团,基于WIMPs暗物质模型的数值模拟结果符合对宇宙大尺度结构的观测结果。就实验而言,目前关于暗物质的加速器或非加速器的直接/间接探测,很多都是针对WIMP粒子设计的。因此,基于WIMPs的冷暗物质模型受到了广泛重视。但ΛCDM宇宙学模型描述Mpc以下的小尺度结构时,遇到了比较严重的问题。为了缓解小尺度上出现的问题,提出不同的暗物质模型,但目前并没有确切证据足以排除冷暗物质模型。介绍了基于WIMPs的暗物质模型的研究进展,如WIMPs奇迹、数值模拟、小尺度问题、直接/间接探测,并分析了关于暗物质"冷"、"热"、"温"的区分依据,以及阐述了该领域未来的研究方向。 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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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
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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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该文综述了利用微引力透镜效应来搜寻银河系内重子暗物质的原理、观测方法和结果以及当前国际上几个小组的工作和主要进展。简要回顾了对重子暗物质的认识过程，其中广泛分布于星系之中的暗天体被称为晕族大质量致密天体（MACHO）。综述了一些关于引力透镜的一些基本概念和基本公式，其中简单讨论了强引力透镜、弱引力透镜和微引力透镜的区别，并列出微引力透镜的两个重要参数光深和光变时标的定义及表达式。详细阐述了对于MACHO探测的方法和一些观测效应细节。综述了目前几个小组的工作，包括MACHO小组和EROS小组等，其中MACHO小组近来的工作得出MACHO为银晕的重要组成部分，其质量比例约为20％；而EROS最近工作得出的质量比例上限为7％。 相似文献
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在Ｘ射线观测提高了星系团质量和半径测量精度的新形势下，本文讨论了宇宙常数不等于零的平坦宇宙冷暗物质结构形成模型，利用球对称扰动区在宇宙常数不为零时的动力学方程的解，估计了星系团形成红移与宇宙常数是否为零的关系，计算了星系团质量函数随红移的演化．计算表明，红移为零时星系团的数密度基本上由谱参数Γ决定．若假定星系团质量只有２０％的不确定性，可限定Γ的适用范围约为０．１５－０．３２．高红移星系团的数密度观测不仅有可能对宇宙常数是否为零作出鉴别，而且当精度够高时还能对宇宙物质密度的大小作出限制 相似文献
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目前已经有很多观测证据表明宇宙中存在着大量暗物质,其能量密度占据了目前宇宙总能量密度的1/4.根据高精度的数值模拟和引力透镜观测,我们已经对从矮星系到星系团中的暗物质空间分布有了较好的理解,但是对于暗物质究竟是什么我们还一无所知.由此,物理学家提出了很多假想的粒子模型. 相似文献
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第一代恒星是形成于宇宙大爆炸后的原始气体中的、不含重于碳元素的、寿命大于14Gyr的、迄今尚未演化的最古老的恒星.长期的观测结果表明银河系中尚未发现金属丰度([Fe/H])为零、甚至金属丰度[Fe/H]≤-6的恒星.为解释这一观察现象,将以Tsuiimoto等人提出的银晕的化学演化模型为基础,假设形成第一代恒星的初始质量函数具有Miller-Scalo的形式,从理论上预言和讨论探测第一代恒星的可能性.利用已有的晕星的观测资料限定模型的参数.如果形成恒星的云的质量为106M-107M,模型结果预言探测到第一代恒星的几率为6.14×10-4-6.14×10-5. 相似文献