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Estrutura dos halos de matéria escura no modelo ΛCDM

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Estrutura dos halos de matéria escura no modelo ΛCDM

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Título Estrutura dos halos de matéria escura no modelo ΛCDM
Autor Fausti Neto, Angelo
Orientador Dottori, Horacio Alberto
Data 2008
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Física. Programa de Pós-Graduação em Física.
Assunto Aglomerados de galaxias
Cosmologia
Halos
Materia escura
Resumo Caracterizamos estatisticamente a estrutura dos halos de matéria escura extraídos da Simulação do Millennium, uma das maiores simulações do modelo cosmológico CDM realizadas até hoje, com 10 bilhões de partículas num volume de 500h−1Mpc3. Nossos resultados confirmam que na época atual, z = 0, o parâmetro de concentração dos halos se correlaciona com a massa. Esta correlação é ajustada por uma lei de potência no intervalo de massas que corresponde a halos de galáxias (1012h−1M) até aglomerados de galáxias (1015h−1M), log10 c ∞ −α log10M, com α = 0.1. Comparamos a previsão de três modelos existentes na literatura para esta correlação. Medimos a distribuição de probilidade do parâmetro de concentração, que é ajustada com boa aproximação por uma função lognormal com dispersão σlog10 c = 0.1 em todo o intervalo de massas. Verificamos que o parâmetro de concentração é independente do spin do halo quando sistemas claramente fora de equilíbrio são removidos da análise. Comparamos modelos que relacionam o parÂmetro de concentração com histórico de formação extraído da simulação. Mostramos que quando definimos a época de formação levando em conta a distribuição de progenitores do halo e não apenas o progenitor mais massivo, obtemos uma correlação melhor entre densidade média do universo nessa época e a densidade característica do halo. Finalmente, testamos a validade de dois modelos que predizem o parâmetro de concentração a z = 0 com base no histórico de acreção de massa do progenitor mais massivo do halo.
Abstract We use the Millennium Simulation (MS) to study the statistics of CDM halo concentrations at z = 0. Our results confirm that the average halo concentration declines monotonically with mass; the concentration-mass relation is well fit by a power-law over 3 decades in mass, up to the most massive objects that form in a CDM universe (~1015h−1M). We compare this relation with three models in the literature. The large volume surveyed, together with the unprecedented numerical resolution of the MS, allow us to estimate with confidence the distribution of concentrations and, consequently, the abundance of systems with unusual properties. We find that halo concentrations are independent of spin once haloes manifestly out of equilibrium have been removed from the sample. The concentrations of out-ofequilibrium haloes tend to be lower and have more scatter, while their spins tend to be higher. A number of previously noted trends within the halo population are induced primarily by these properties of unrelaxed systems. Finally, we compare the result of predicting halo concentrations using the mass assembly history of the main progenitor with predictions based on simple arguments regarding the assembly time of all progenitors. The latter are typically as good or better than the former, suggesting that halo concentration depends not only on the evolutionary path of a halo’s main progenitor, but on how and when all of its constituents collapsed to form non-linear objects.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/15024
Arquivos Descrição Formato
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