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检验引力的星系团通用框架 VI:利用真实星系形成模拟研究修正引力下的星系团

宇宙学与河外天体物理 2022-10-28 v2

摘要

我们提出了 IllustrisTNG 重子物理模型的重新调参版本,可用于以较低分辨率运行大箱真实宇宙学模拟。该新模型采用了降低的恒星形成气体密度阈值,以及恒星与黑洞反馈减小的能量释放。这些改变确保我们的模拟能产生足够的恒星形成,以紧密匹配观测到的星系与星系团的恒星和气体性质,尽管其质量分辨率比用于调参基准 IllustrisTNG 模型的模拟低约 160 倍。利用重新调参的模型,我们在 301.75h^{-1}Mpc 的箱体中模拟了 Hu-Sawicki f(R) 引力。这是迄今最大型的同时包含屏蔽修正引力与完整重子物理的模拟,提供了大量的(约 500 个)星系团与约 8000 个星系群样本。我们重新分析了 f(R) 第五力对星系团质量与四个可观测代用量之间标度关系的影响:质量加权气体温度、热 Sunyaev-Zel'dovich 效应的 Compton Y 参数、Y 参数的 X 射线类比量,以及 X 射线光度。我们表明,在先前工作中用小得多的宇宙学体积测试过的一组 f(R) 标度关系与其 ΛCDM 对应体之间的映射,对于团尺度晕(10^{14}M_{⊙}≲M_{500}≲10^{15}M_{⊙}),Y 参数精度在百分之几以内,气体温度精度 ≲7%。这些映射对于利用正在进行和即将开展的团巡天数据无偏地约束引力十分重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.01147,
  title  = {A general framework to test gravity using galaxy clusters VI: Realistic galaxy formation simulations to study clusters in modified gravity},
  author = {Myles A. Mitchell and Christian Arnold and Baojiu Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.01147},
  year   = {2022}
}

备注

18 pages, 9 figures, 1 table; version accepted for publication in MNRAS; added an appendix