¿Cómo las galaxias pueblan los halos de materia oscura?

Para cualquier función de masa inicial estelar estándar asumida, el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) proporciona una determinación precisa de la abundancia de galaxias como función de su masa estelar a lo largo de todo el rango de masa estelar 108 M M*. Dentro de la cosmología concordista Λ materia oscura fría (ΛCDM), las Simulaciones del Milenio dan abundancias de halos precisas como función de la masa y el desplazamiento al rojo para todos los halos dentro de los cuales pueden formarse galaxias. Bajo la hipótesis plausible de que la masa estelar de una galaxia es una función creciente de la masa máxima que alguna vez fue alcanzada por su halo, estos resultados se combinan para dar la masa del halo como una función de la masa estelar. El resultado concuerda bastante bien con las estimaciones observacionales de la masa media del halo como función de la masa estelar a partir de análisis de apilamiento de la señal de lente gravitacional y la dinámica de satélites de las galaxias del SDSS. Para M*∼ 5.5 × 1010 M, la masa estelar generalmente asumida para la Vía Láctea (MW), la masa de halo implícita es ∼2 × 1012 M, consistente con las estimaciones directas más recientes y las inferencias del argumento de sincronización MW/M31. La fracción de los baryones asociados con cada halo que están presentes como estrellas en su galaxia central alcanza un máximo del 20 por ciento a masas ligeramente por debajo de la de la MW y cae rápidamente tanto a masas más altas como a más bajas. Estas eficiencias de conversión son más bajas que en casi todas las simulaciones recientes de alta resolución de formación de galaxias, mostrando que estos modelos aún no son viables para la formación de miembros típicos de la población de galaxias. Cuando se inserta en la Simulación del Milenio-II, nuestra relación derivada entre masa estelar y masa de halo predice una función de autocorrelación de masa estelar en excelente acuerdo con la medida directamente en el SDSS. La relación Tully–Fisher implícita también parece consistente con la observación, sugiriendo que las funciones de luminosidad de las galaxias y las relaciones Tully–Fisher pueden ser reproducidas simultáneamente en una cosmología ΛCDM.