我们能“看”到暗物质吗?超级计算机能“窥见”它们的分布 | 赛先生
带你一窥利用超级计算机精确预测的暗物质在宇宙中的分布。
撰文 | 王 杰(国家天文台)
责编 | 韩越扬、吕浩然
图2:再模拟技术可以对宇宙的局部进行再次高精度模拟,从而解析暗物质在更小尺度上的分布。该图为其中两次再模拟的示意图,图的颜色越亮代表了暗物质密度越高。图片来源:Sownak Bose供图。
图3:早期利用数万个粒子对宇宙大尺度结构的模拟,CDM1和CDM2为冷暗物质模型,v1/v2/v3为中微子模型,CfA为第一个星系巡天结果。图中可以明显看出几张模拟图与巡天结果的差异。图片来源:White et al 1983. & Davis et al 1985。
图4:千禧年模拟(Millennium simulation)利用数百亿粒子对对宇宙大尺度结构的精细刻画,图中标尺125Mpc/h约为543光年,图片来源:Volker Springel。
图5:标准CDM模型下,宇宙中不同质量暗晕的质量函数。图片来源:作者供图。
图6:不同宇宙模型,不同质量暗晕的径向密度分布图,横轴为半径,纵轴为密度。图片来源:NFW96。
图8:图7暗晕内子暗晕的质量函数,左图为银河系大小暗晕,右图为星系团大小暗晕。横轴为子暗晕质量,竖轴为子暗晕数目。图片来自:Volker Springel and 高亮。
图9:数值模拟给出暗物质通过湮灭辐射的高能伽玛射线在天空的强度分布图。下面的颜色标尺表示其强度大小。图片来源:Mark. Vogelsberger。
作者简介
王杰
中科院国家天文台研究员。中国科学院大学特聘教授。主要工作领域:宇宙结构形成、星系形成等。
制版编辑 | Morgan
参考文献:
阅读原文背景简介:文章2021年5月6日发表于微信公众号 赛先生(我们能“看”到暗物质吗?超级计算机能“窥见”它们的分布),风云之声获授权转载。责任编辑:陈昕悦
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