К решению проблем каспов и кривых вращения в гало тёмной материи в космологической стандартной модели

Обзор посвящён различным аспектам формирования внутренней структуры вириализованных гало тёмной материи (ТМ), возникающих в процессе эволюции начальных неоднородностей плотности в космологической стандартной модели. Основное внимание уделено двум связанным между собой задачам — проблеме центральных каспов/ядер и проблеме профилей кривых вращения в гало ТМ, отражающим противоречия между теорией, результатами численного моделирования и наблюдательными данными. Изложен разработанный авторами энтропийный метод описания равновесных систем ТМ, позволяющий исследовать эти сложные нелинейные структуры аналитически и связать профили распределения плотности внутри гало как с параметрами начального мелкомасштабного поля неоднородностей, так и с характеристиками нелинейной релаксации гравитационно-сжатого вещества. Показано, что космологические случайные движения вещества “подогревают” частицы ТМ в коллапсирующих протогало, что приводит к подавлению каспоподобных профилей плотности внутри формирующихся гало, способствует образованию ядер ТМ в галактиках и позволяет объяснить различие между наблюдаемыми и полученными в численном эксперименте кривыми вращения галактик. Сделанные в рамках данного подхода аналитические выводы должны быть подтверждены численными моделями $N$ тел, что возможно при улучшении пространственного разрешения центральных областей гало.