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Clumps and streams in the local dark matter distribution

机译：局部暗物质分布中的团块和溪流

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摘要

In cold dark matter cosmological models, structures form and grow through the merging of smaller units. Numerical simulations have shown that such merging is incomplete; the inner cores of haloes survive and orbit as 'subhaloes' within their hosts. Here we report a simulation that resolves such substructure even in the very inner regions of the Galactic halo. We find hundreds of very concentrated dark matter clumps surviving near the solar circle, as well as numerous cold streams. The simulation also reveals the fractal nature of dark matter clustering: isolated haloes and sub-haloes contain the same relative amount of substructure and both have cusped inner density profiles. The inner mass and phase-space densities of subhaloes match those of recently discovered faint, dark-matter-dominated dwarf satellite galaxies, and the overall amount of substructure can explain the anomalous flux ratios seen in strong gravitational lenses. Subhaloes boost γ-ray production from dark matter annihilation by factors of 4 to 15 relative to smooth galactic models. Local cosmic ray production is also enhanced, typically by a factor of 1.4 but by a factor of more than 10 in one per cent of locations lying sufficiently close to a large subhalo. (These estimates assume that the gravitational effects of baryons on dark matter substructure are small.)
机译：在冷暗物质宇宙学模型中，结构是通过合并较小的单元而形成并增长的。数值模拟表明，这种合并是不完全的。晕环的内芯以寄主内部的“亚卤环”形式生存和绕行。在这里，我们报告了一个模拟，即使在银河晕的非常内部区域，也可以解决这种子结构。我们发现在太阳圆附近还存在着数百个非常集中的暗物质团块，还有大量的冷流。模拟还揭示了暗物质聚集的分形性质：孤立的光环和亚光环包含相同的相对数量的亚结构，并且都具有尖峰的内部密度分布。亚晕的内部质量和相空间密度与最近发现的暗物质占主导地位的矮卫星星系相匹配，并且亚结构的总量可以解释强引力透镜中出现的异常通量比。相对于光滑的银河系模型，半晕圈使暗物质an灭产生的γ射线增加了4到15倍。本地宇宙射线的产生也得到了增强，通常在足够接近大型亚晕的位置中，有百分之一增加了1.4倍，但又增加了10倍以上。 （这些估计假设重子对暗物质亚结构的引力作用很小。）

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2008年第7205期|p.735-738|共4页
  • 作者

    J. Diemand; M. Kuhlen; P. Madau; M. Zemp; B. Moore; D. Potter; J. Stadel;

  • 作者单位

    University of California, Department of Astronomy and Astrophysics, Santa Cruz, California 95064, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
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