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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.43.2021.tde-25052022-123309
Document
Author
Full name
Beatriz Tucci Schiewaldt
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Abramo, Luis Raul Weber (President)
Antolínez, Andrés Balaguera
Sheth, Ravi Kiran
Title in Portuguese
O spin bias dos halos de matéria escura
Keywords in Portuguese
bias
Cosmologia
estruturas em larga escala do Universo
galáxias
halos de matéria escura
simulações de N-corpos
Abstract in Portuguese
A dependência do bias de halos de matéria escura com o seu spin para uma massa fixa é conhecida por spin bias. Embora os halos mais massivos de maior spin tenham um bias maior do que os seus correspondentes de mesma massa, o efeito se inverte para os halos de menores massas. Nós recentemente esclarecemos este cenário complexo, demonstrando que a inversão do spin bias pode ser completamente explicada pela população de halos splashback i.e., halos que em algum momento do passado estiveram no interior do raio de virial de um outro halo (tipicamente muito mais massivo), mas acabaram saindo deste. Ofato de que os halos splashback causam a inversão do spin bias foi primeiramente explicado em Tucci et al. (2021). Nós mostramos que, quando essa população específica é excluída da amostra, somente o spin bias intrínseco permanece i.e., um bias maior para os halos de maior spin. Agora que nós entendemos a inversão em massas pequenas, nosso objetivo é investigar as origens físicas do spin bias intrínseco. A fim de conectar o spin do halo ao seu bias em um único modelo analítico, investigamos as principais teorias para o momento angular e o bias dos halos. Também exploramos como esse mecanismo, que é normalmente estudado em simulações de N-corpos, pode ser estendido para galáxias no contexto da conexão entre halos e galáxias e de formação de galáxias. Finalmente, exploramos as possíveis consequências para a cosmologia observacional.
Title in English
The spin bias of dark matter halos
Keywords in English
bias
Cosmology
dark matter halos
galaxies
large-scale structure of Universe
N-body simulations
Abstract in English
The dependence of dark matter halo bias on spin at fixed mass is known as spin bias. However, although at the high-mass end the higher-spin halos have a higher bias than their lower-spin counterparts, this trend inverts for low-mass halos. We have recently clarified this complex scenario, showing that this inversion of the mass dependence of spin bias can be completely explained by the population of splashback halos -- i.e., halos that at some point in the past fell inside the virial radius of another halo (typically, a larger-mass halo), but then exited that parent halo. This dependence of spin bias on splashback halos was first explained in the recent paper Tucci et al. (2021). What we found is that, when this specific population is excluded from the sample, only the intrinsic spin bias signal remains -- i.e., a higher bias for higher-spin halos. Now that we understood the low-mass feature, our goal is to shed light onto the physical origins of the high-mass, intrinsic spin bias. In order to connect halo spin to its bias in a single analytical framework, we investigate the main theories for halo angular momentum and halo bias. We also explore how this mechanism, which is more readily studied via halos in N-body simulations, can be extended to galaxies in the context of the halo-galaxy connection framework and galaxy formation. Finally, we study possible consequences for observational cosmology.
 
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Master_s_Thesis.pdf (11.35 Mbytes)
Publishing Date
2022-05-26
 
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