Eigenschaften von sphärischen Galaxien und Clustern mit einem NFW-Dichteprofil

Mit der standardmäßigen dynamischen Theorie sphärischer Systeme berechnen wir die Eigenschaften von sphärischen Galaxien und Clustern, deren Dichteprofile der universellen Form entsprechen, die erstmals in hochauflösenden kosmologischen N-Körper-Simulationen von Navarro, Frenk & White (NFW) erhalten wurde. Wir nehmen drei Modelle für die interne Kinematik an: isotrope Geschwindigkeiten, konstante Anisotropie und zunehmend radiale Osipkov-Merritt-Anisotropie. Analytische Lösungen werden für die radiale Abhängigkeit der Masse, des gravitativen Potenzials, der Geschwindigkeitsdispersion, der Energie und des Virialverhältnisses gefunden, und wir testen ihre Variabilität mit dem Konzentrationsparameter, der das Dichteprofil und die Menge an Geschwindigkeitsanisotropie beschreibt. Wir berechnen auch Strukturparameter wie den Halbmasse-Radius, den effektiven Radius und verschiedene Maße der Konzentration. Schließlich leiten wir projizierte Größen ab, die Flächenmassendichte und die Linienintegrationsgeschwindigkeitsdispersion, die direkt in Beobachtungstests aktueller Szenarien der Strukturentstehung angewendet werden können. Auf den Massenskalen von Galaxien, wenn konstante Masse-zu-Licht angenommen wird, passt das NFW-Oberflächendichteprofil gut zu den Hubble-Reynolds-Gesetzen. Es wird auch gut durch Sérsic R1/m-Gesetze angepasst, jedoch in einem viel engeren Bereich von m und mit viel größeren effektiven Radien als beobachtet. Wenn wir wiederum angemessene Werte des effektiven Radius annehmen, implizieren die Massendichteprofile ein Masse-zu-Licht-Verhältnis, das sich nach außen an allen Radien erhöht.