Erkennung und Analyse von Cluster-Cluster-Filamenten

ZUSAMMENFASSUNG In dieser Arbeit identifizieren und analysieren wir die Eigenschaften von Cluster-Cluster-Filamenten innerhalb einer kosmologischen Simulation, wobei wir davon ausgehen, dass sie Strukturen sind, die Maxima des Dichtefeldes verbinden, das durch Dunkle-Materie-Halo mit Massen M \, 10^14\, h^-1 \, M definiert wird. Um diese Filamente zu extrahieren, entwickeln wir einen Identifizierungsalgorithmus, der auf zwei Standardwerkzeugen basiert: dem Minimalen Spannbaum und dem Freunde-der-Freunde-Algorithmus. Bei der Fokussierung unserer Analyse auf die dichtesten Dunkle-Materie-Filamente fanden wir, dass das radiale Dichteprofil in Größenordnungen um 1\, h^-1 \, Mpc ungefähr einer Potenzgesetzfunktion mit dem Exponenten −2 folgt. Ohne Annahmen über das Geschwindigkeitsfeld zu treffen, stellt unser Algorithmus fest, dass der Sattelpunkt als eine natürliche Eigenschaft der filamentären Struktur auftritt. Darüber hinaus hängt seine Position entlang des Filaments von den Massen der Halos an den Enden des Filaments ab. Wir fanden auch heraus, dass die Fallgeschwindigkeiten ein Kreuzmuster in der Nähe des Sattelpunktes folgen, indem sie senkrecht zur Filamentachse aus niedrigen Dichtebereichen heranrücken und parallel vom Sattelpunkt zu den Enden des Filaments abweichen. Nach theoretischen Vorgaben schätzen wir die lineare Dichte aus der transversalen Geschwindigkeitsdispersion und finden eine gute Übereinstimmung mit der gemessenen Masse pro Längeneinheit unserer Filamente. Unsere Ergebnisse können auf beobachtbare Proben von Filamenten angewendet werden, um den Standort des Sattelpunktes und die Masse pro Längeneinheit mit Messungen zu verknüpfen, die aus Beobachtungen wie Cluster-Massen und der Geschwindigkeitsdispersion von Galaxien gewonnen wurden.