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Estrutura dos halos de matéria escura no modelo ΛCDM
No full textCaracterizamos 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.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
Dinâmica de satélites da Via-Láctea
No full textNesta dissertação apresentamos o trabalho desenvolvido com a finalidade de estudar alguns aspectos da dinâmica de satélites da Via-Láctea. Discutimos a montagem do computador paralelo CPADA onde realizamos as simulações além da implementação do código GADGET e dos programas auxiliares desenvolvidos para viabilizar nossos estudos sobre interações gravitacionais de N-corpos. Do ponto de vista astrofísico estudamos 3 problemas diferentes: a. Modelamos a órbita do aglomerado globular M92 comparando as estruturas de maré observadas a distâncias de até 3 raios de maré do centro do aglomerado. Concluímos que as velocidades espaciais conhecidas e o modelo usado para o halo da Via Láctea permitem, através das simulacões reproduzir bastante bem estas estruturas e predizer a localização das caudas de maré que se extenderiam a grandes distâncias à frente e atrás do aglomerado. b. A possibilidade de que o par de aglomerados abertos NGC1907 e NGC1912, espacialmente próximos formem um par físico. Demonstramos que as velocidades espaciais observadas não são compatíveis com a possibilidade de eles estarem gravitacionalmente ligados e que a sua aproximação espacial é um fato casual. c. A possibilidade de captura de aglomerados globulares da Via Láctea pela Grande Nuvem de Magalhães. Demonstramos que sob as condições iniciais do nosso modelo o número de capturas é menor que 15, o número de aglomerados velhos existentes na LMC. O que nos permite concluir que a presença desses aglomerados é devida ao processo de formação estelar nessa galáxia.In this work we present the tasks developed in order to study some aspects about the dynamics of Milky Way satellites. We discuss the assembly of the cluster CPADA and the implementation of the GADGET code, as well as the auxiliary softwares developed in order to carry out our studies in the gravitational N-body field. From the astrophysical point oí view we studied three problems: a. We modeled the orbit oí the globular cluster M92 in order to compare the tidally produced structures, observed up to 3 tidal radii of the cluster center. We concluded that the known spatial velocities and our model of the Milky Way allows to fiducially reproduce this structures and predict the orientation of the tidal tails, which extend themselves backwards and frontwards along the cluster orbit, for large distances from the cluster center. b. The possible physical association oí the pair of open clusters NGC1907 and NGC1912, which presently are spatially close to each other. We demonstrated that their observed spatial velocities are not compatible with the hypothesis of the cluster being gravitationally bounded, and that their present spatial approximation is an accidental facto c. The possibility oí Milky Way globular clusters capture by the Large Magellanic Cloud. We demonstrated that under the initial constrains oí our model the captures number is smaller than 15, the number of old clusters belonging to the LMC. We conclude that the presence of these clusters in the LMC is due to the stellar formation process in this galaxy
NGC 1912 and NGC 1907 : a close encounter between open clusters?
No full textThe possible physical relation between the closely projected open clusters NGC 1912 (M 38) and NGC 1907 is investigated. Previous studies suggested a physical pair based on similar distances, and the present study explores in more detail the possible interaction. Spatial velocities are derived from available radial velocities and proper motions, and the past orbital motions of the clusters are retrieved in a Galactic potential model. Detailed N-body simulations of their approach suggest that the clusters were born in different regions of the Galaxy and presently experience a fly-by
