用于星系形成物理宇宙学模拟的模型

我们提出了一个新的星系形成物理综合模型，旨在使用移动网格代码 AREPO 进行大规模流体动力学结构形成模拟。我们的模型包括原初和金属线冷却（带自屏蔽修正）、恒星演化和反馈过程、气体循环、化学增丰、一个新颖的亚网格模型用于外流的金属加载、黑洞 (BH) 播种、BH 增长和合并过程、类星体和射电模式反馈，以及来自活动星系核 (AGN) 的辐射电磁 (EM) 反馈的处方。外流的金属质量加载可以独立于风质量加载进行调整。这是同时重现低质量晕的恒星质量含量及其气体氧丰度所必需的。辐射电磁 AGN 反馈的实现假设了平均光谱能量分布和遮蔽效应的光度依赖标度。这种反馈形式比单独连续热类星体模式反馈更有效地抑制恒星形成，但在调节大质量晕中的恒星形成方面不如机械射电模式反馈有效。我们将不同变体的星系形成模型的模拟预测与关键观测进行对比。我们的最佳匹配模型重现了宇宙恒星形成历史、恒星质量函数、恒星质量-晕质量关系、g、r、i、z 波段的 SDSS 星系光度函数以及 Tully-Fisher 关系等。只有当我们采用非常强的恒星和 AGN 反馈形式，使得低质量和大质量系统中的恒星形成都得到充分抑制时，我们才能取得这一成功。特别是，与先前研究相比，射电模式反馈的强度需要显著增加，以抑制大质量、富金属晕中的有效冷却。