Momento angular en halos de materia oscura

Abstract

Los halos de materia oscura (DM) son las estructuras virializadas más grandes del Universo. Su dinámica interna está ligada a la historia de galaxias, grupos y cúmulos que se forman en sus pozos de potencial, pero además a la estructura en gran escala del Universo. La comprensión de las propiedades dinámicas de los halos se vuelve entonces una pieza clave en cualquier modelo cosmológico y de formación de galaxias. La teoría de torque tidal (TTT) relaciona naturalmente el origen y evolución del momento angular con las características del entorno en que se forman los halos de DM. Aunque es el modelo más aceptado en el paradigma actual, su rango de validez se limita a las primeras etapas de formación de estructuras, y sus predicciones contrastan en muchos aspectos con las mediciones realizadas en simulaciones cosmológicas. En este trabajo se presentan alternativas al enfoque TTT a partir del estudio de desviaciones del modelo y el análisis estadístico de diferentes poblaciones de halos de DM en simulaciones numéricas cosmológicas, según la amplitud y dirección de su momento angular, pero también de su historia de formación como producto de fusiones de halos menores en el marco de la teoría jerárquica.

Dark matter halos (DM) are the largest virialized structures in the Universe. Their internal dynamics are linked to the history of the galaxies, groups and clusters that form in their potential wells, but also to the large-scale structure of the Universe. Therefore, understanding the dynamical properties of halos becomes a keystone in any cosmological and galaxy-forming model. The tidal torque theory (TTT) naturally relates the origin and evolution of angular momentum to the characteristics of the environment in which DM halos are formed. Though it is the most accepted model in the current paradigm, it’s validity range is limited to the early stages of structure formation, and its predictions contrast in several aspects with the measurements obtained from cosmological simulations. In this paper, alternatives to the TTT approach are presented, by studying deviations from the model and performing a statistical analysis on different populations of DM halos in cosmological numeric simulations, according to the amplitude and direction of their angular momentum, but also considering their formation history as a product of mergers of smaller halos within the framework of hierarchical theory.