Dinâmica e Mecânica Estatística de Halos de Matéria Escura

Resumo

O objetivo principal deste projeto é ampliar a compreensão atual do processo de relaxamento (violent relaxation) de halos de matéria escura e de sistemas auto-gravitantes não-colisionais em geral, assim como caracterizar com modelos teóricos simples o estado estacionário atingido ao fim deste processo. Esse estudo utilizará dados de simulações numéricas geradas com o código GADGET-2 para testar modelos para a função distribuição de velocidades nos halos de matéria escura. Especificamente, testaremos a distribuição de velocidades associada a um modelo proposto recentemente por nós (e aceito para publicação na Physical Review D) associando o nível de mistura do sistema à indistinguibilidade das partículas constituintes. Este modelo também coloca em suspeita a validade da equação de Vlasov durante o violent relaxation e testaremos a validade desta equação com os dados simulados. Testaremos também uma correção à distribuição de velocidades devida ao efeito de amortecimento de Landau, que se acredita ocorrer durante o violent relaxation. Do ponto de vista observacional, utilizaremos perfis de densidade projetado de aglomerados de galáxias obtidos via lentes gravitacionais para testar diferentes modelos teóricos para o perfil de densidade. Testaremos em particular, o modelo chamado DARKexp (que já foi testado com outra amostra de dados), um modelo proposto recentemente (mas ainda não testado com dados observacionais), relacionando ações conservadas e o princípio de máxima entropia, e finalmente o perfil de densidade associado ao modelo proposto por nós e citado anteriormente.