A estrutura interna dos halos ΛCDM - III. Universalidade e inclinações assintóticas

Investigamos o perfil de massa de halos de matéria escura fria (ΛCDM) usando um conjunto de simulações numéricas que abrangem cinco décadas em massa de halo, desde galáxias anãs até aglomerados de galáxias ricos. Esses halos tipicamente têm alguns milhões de partículas dentro do raio virial (r200), permitindo estimativas robustas do perfil de massa até raios <1 por cento de r200. Nossa análise confirma a proposta de Navarro, Frenk que as velocidades circulares geralmente se desviam dos melhores ajustes de NFW em <10 por cento ao longo da faixa radial que é numericamente bem resolvida. Alternativamente, desvios sistemáticos dos melhores ajustes de NFW também são notáveis. Dentro de r−2, o perfil dos halos simulados torna-se mais raso com o raio de forma mais gradual do que o previsto e, como resultado, os ajustes de NFW tendem a subestimar a densidade de matéria escura nessas regiões. Essa discrepância foi interpretada como um indicativo de uma cúspide divergente acentuada com uma inclinação assintótica interna, β0≡β(r = 0) ∼ 1.5. Nossos resultados sugerem uma interpretação diferente. Usamos a densidade e a massa enclausurada em nossos raios mais internos resolvidos para impor fortes restrições sobre β0: cúspides de densidade tão íngremes quanto r−1.5 são inconsistentes com a maioria de nossas simulações, embora β0= 1 ainda seja consistente com nossos dados. Nossos perfis de densidade não mostram sinais de convergir para uma lei de potência interna assintótica bem definida. Propomos uma fórmula simples que reproduz a dependência radial da inclinação melhor do que o perfil NFW, e assim pode minimizar erros ao extrapolar nossos resultados para raios ainda não sondados de forma confiável por simulações numéricas.