| 摘 要： | 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。
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