《暗物質暈中星系形成和演化的若干前沿問題研究》是依託上海交通大學，由楊小虎擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：暗物質暈中星系形成和演化的若干前沿問題研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：楊小虎
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將結合高精度數值模擬、理論模型和觀測測量，對暗暈中星系形成和演化的若干前沿問題進行研究。研究內容分低紅移、高紅移和套用三個層次。將計算一組N-體和流體的對比數值模擬，並利用這些模擬結果以及一系列統計分析方法，研究暗暈及其內含星系的增長和演化。更深入地研究低紅移宇宙中：星系的大尺度結構分布，並用以約束星系形成理論；物質密度場，討論相應的拓撲結構；速度分布特性，討論其宇宙學效應。對較高紅移z=1處星系分布和特性進行初探：測量星系的成團特性，限制相應的星系演化途徑、恆星形成率等；構建高紅移星系群表；測量相應的物質密度場，並結合低紅移結果討論暗物質結構的演化行為等。這些結果可以用來構建下一代巡天項目如LSST、南極望遠鏡等的模擬星系表，研究相關的觀測效應，儘早開始相關的預研究；可以套用於星系-星系弱引力透鏡測量，探討暗暈子結構的存在與否及其性質；套用於SZ效應的測量；等等。
結題摘要
在本項目中，我們圍繞著建立暗暈-星系之間的連結，限制暗暈中的星系形成機制等開展了系列性的研究工作，獲得了如下成果。首先，在計算高精度的數值模擬：N-體和流體對比研究方向，我們提出並實施了近鄰宇宙的重構數值模擬（ELUCID）計畫：（1）建立了最高精度的初始條件重構理論；（2）完成了大規模的ELUCID重構數值模擬；（3）給出了可靠的精度分析；（4）指出了恆星形成熄滅的機理；（5）給出了可靠的暗暈-星系的配對，為我們從事後續一對一的結構形成研究奠定了基礎。其次，在暗暈中的星系形成和演化的模型研究方向：（1）我們基於自洽的星系質量演化模型，預言了星系的恆星形成歷史；（2）給出了不同顏色星系所具有的不同暗暈占據數模型；（3）通過紅移畸變的改正，重構了真實空間的星系成團特性，用以提高條件光度函式理論預言的精度。其三，在暗暈中的星系形成和演化的實測方向：（1）利用SDSS-IV/MaNGA巡天測量星系恆星形成歷史的二維分布，發現星系熄滅過程由內向外發生；（2）構建了近鄰宇宙包括2MRS、6dFGRS等在內的星系群表，用以研究近鄰宇宙的結構形成過程；（3）通過測量宇宙學網路中的星系指向分布，發現星系的指向和其所在潮汐場的特徵向量方向有關，結果表明星系的形成受其大尺度如宇宙學網路的影響；（4）構建了eBOSS星系群表，並基於成團性測量的幫助首次可靠測量了該巡天的恆星質量函式。最後，在暗暈中的星系形成和演化的套用方向：（1）我們構建了系列模擬巡天樣本，用以檢驗限制宇宙參數測量的精度；（2）完成了星系-星系弱引力透鏡測量，獲得了主暗暈結構參數的測量，並獲得了暗暈子結構的質量測量；（3）套用於SZ效應，我們獲得了星系群尺度上的tSZ效應以及kSZ效應測量。在本項目的支持下，已發表SCI標註論文50篇；與此同時，我們在國際合作、人才培養、隊伍建設等多個方面都有不俗的表現。
