Problema Too-Big-To-Fail
¿Por que los subhalos mas masivos predichos no albergan galaxias brillantes como deberian?
El Conflicto
Simulaciones ΛCDM
- ~10 subhalos con V_max > 30 km/s
- Concentraciones centrales altas
- "Demasiado masivos para fallar"
- Deberian ser visibles como dSphs brillantes
Observaciones MW
- Solo ~3-4 satelites con V_max > 30 km/s
- Mayoria tiene V_max ~ 10-20 km/s
- Concentraciones menores que prediccion
- Fornax, Sculptor, etc. son "pequenas"
¿Por Que "Too Big To Fail"?
El nombre proviene de la idea de que estos halos masivos son "demasiado grandes para fallar" en formar estrellas. En el paradigma ΛCDM:
- Halos con M > 10⁹ M☉ deberian retener gas facilmente
- La reionizacion no los afecta significativamente
- El feedback de supernovas no deberia expulsar todo el gas
- Conclusión: deberian existir pero no se observan
La Solucion MCMC
El MCMC reduce las masas centrales de los subhalos mediante la tension local Mp/Ep:
Tension Mp/Ep en Halos
En regiones de alta densidad, la tension entre masa y espacio genera una presion efectiva que contrarresta el colapso:
Esta presion es mayor en regiones de alto gradiente gravitacional (centros de halos), reduciendo la concentracion central.
Reduccion del Parametro de Concentracion
El parametro de concentracion c = r_vir/r_s se reduce:
Con β ≈ 0.15 y Mc ≈ 10¹⁰ M☉.
Comparacion Cuantitativa
| Satelite | V_max (ΛCDM) | V_max (MCMC) | V_max (Obs) |
|---|---|---|---|
| Subhalo masivo 1 | ~45 km/s | ~28 km/s | ~25 km/s (Fornax) |
| Subhalo masivo 2 | ~40 km/s | ~25 km/s | ~22 km/s (Sculptor) |
| Subhalo masivo 3 | ~38 km/s | ~22 km/s | ~18 km/s (Leo I) |
| Subhalo masivo 4 | ~35 km/s | ~20 km/s | ~17 km/s (Carina) |
Los subhalos MCMC son consistentes con los satelites observados
Conexion con Cusp-Core
Mismo Mecanismo
El problema Too-Big-To-Fail y el problema Cusp-Core estan intimamente relacionados en el MCMC:
- Cusp-Core: ρ_lat suaviza el perfil central
- TBTF: La misma presion reduce V_max
- Resultado: Ambos problemas se resuelven simultaneamente
En ΛCDM, se requieren mecanismos separados para cada problema.
¿Por Que Funciona?
Soluciones ΛCDM
- Feedback extremo de SNe
- Requiere acoplamiento DM-bariones
- Fine-tuning de eficiencias
- Problemas de timing
MCMC
- Efecto intrinseco de la DM
- No requiere bariones
- Escala universal con masa
- Consistente en todos los z