Intraclusterlicht als Tracer für dunkle Materie: wie ihre räumliche und kinematische Beziehung durch die Demografie von Satellitengalaxien geprägt wird

Zusammenfassung: Wir untersuchen, wie die orbitale Evolution und die Massenverteilung von infallenden Satellitengalaxien den Phasenraum und die radialen Verteilungen des intracluster Lichts (ICL) in Bezug auf den zugrunde liegenden Cluster-Halo der dunklen Materie (DM) gestalten. Mithilfe von kontrollierten, selbstkonsistenten N-Körper-Simulationen verfolgen wir das Gezeiten-Abtragen und die orbitale Evolution von Satellitengalaxien, während sie in einen lebenden Cluster-Halo akkumuliert werden, wobei wir systematisch das Verhältnis von Satelliten- zu Wirt-Masse und die orbiltale Zirkularität variieren. Aus diesen Experimenten messen wir die spezifische orbitaale Energie und den Drehimpuls des abgetragenen stellaren und DM-Materials und stellen fest, dass abgetragene Sterne konsequent niedrigere Energie- und niedrigere Drehimpulsregionen des Phasenraums besetzen als abgetragene DM. Das Ausmaß dieses Unterschieds nimmt stark zu, je ausgeglichener das Verhältnis von Satelliten- zu Wirt-Masse ist, während die Abhängigkeit von der Zirkularität schwach ist. Wir stellen ein prädiktives Modell für die Phasenraumeigenschaften von abgetragenen Sternen und DM aus einer gegebenen infallenden Satellitenpopulation auf und stellen fest, dass die Unterschiede im Phasenraum hauptsächlich durch die charakteristische Masse der stellaren Massenfunktion der Satelliten angetrieben werden. Das ICL ist immer stärker zentral konzentriert als die DM, wobei das Offset-Magnitude mit höheren charakteristischen Massen zunimmt. Vergleiche mit vier kosmologischen hydrodynamischen Simulationen zeigen, dass, sobald die massenfunktion der Satellitensterne übereinstimmt, das Modell die radialen Dichteprofilversätze zwischen Sternen und dunkler Materie besser als die Streuung zwischen den Simulationen reproduziert. Dies zeigt, dass die radiale ICL-DM-Beziehung weitgehend durch die Demografie von Satelliten bestimmt wird. Mit angemessenen Einschränkungen der infallenden Satellitenpopulation können daher ICL-Dichteprofile als informative Tracer der zugrunde liegenden radialen DM-Verteilung in Clustern verwendet werden.