双子宇宙 天体物理学和宇宙学

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 这篇文章探讨了星系形成的二维数值模拟以及球面上的 Jeans 不稳定性。
  • 物质的分布取决于初始热速度,形成团块存在一个临界转变。
  • 本文还研究了正常物质和暗物质的混合,显示了根据热速度的不同行为。

宇宙双生体天体物理学与宇宙学 幽灵物质天体物理学。5: 二维数值模拟结果。

VLS. 关于星系形成的一种可能方案。(p3)

如果我们在一个这样的球体上放置均匀分布的物质,系统的 behaviour 取决于初始的平均二维“热速度”Vth 的值。如果这个值很小或为零,物质会形成一个团块(图9-a)。如果这个速度很大,就不会形成团块,介质保持均匀。这种转变对应于某个临界值Vth cr。

.9a:球面S2上的二维 Jeans 不稳定性仅物质: V th = 0.2 V th cr

. 9b:仅物质。 V th = 10 V th cr

当物质团块形成(图9-a)时,Vth 的初始值越大,其最终的范围也越大。这类似于 Jeans 问题。我们可以计算某种二维 Jeans 长度,并说当这个特征长度小于球体的周长 2p R 时,团块就会形成。如果这个长度更大,热扰动会倾向于分散任何质量的集中。当团块形成时,就像三维 Jeans 不稳定性一样,初始质量密度 r 越大,过程就越快。现在,我们考虑两种物质的混合,普通物质(我们简单地称之为物质)和幽灵物质,根据上述的相互作用方案。我们从由四个参数定义的均匀初始条件开始:
(4)

r r* Vth Vth*

如果我们选择(r = r*;Vth = Vth*),结果取决于初始的共同值 Vth。同样,我们发现某个临界值 Vcr。我们有两种极端情况,分别对应图10-a和图10-b。

.10a :物质与幽灵物质的混合 V th = 0.25 V th cr :联合引力不稳定性。

.10b :物质与幽灵物质的混合 V th = 15 V th cr 。两种物质保持紧密混合。