面向星际介质发射线模型的新框架：跨宇宙尺度模拟的联结

詹姆斯·韦伯太空站(JWST)和阿尔马积检测到来自高度红移($z \gtrsim 6$)星际介质(ISM)中离子化发射线的信号。这些测量为更好地理解星系组装历史并可能允许对当代星系形成模拟进行重要测试提供了可能。然而，在其 proper 的宇宙学语境中对这些发射线进行建模具有挑战性。为此，我们引入了一种新颖的亚网格发射线建模框架。该框架使用来自反馈在真实环境(FIRE)合作组织的高红移 zoom-in 模拟套件。该框架对每个模拟的 FIRE 星系内部的HII区域发射信号采用半分析性HIILines代码进行建模。随后采用机器学习方法确定发射线亮度与恒星质量比值的条件概率分布，这一条件概率分布可应用于预测更低分辨率但更大体积宇宙学模拟中恒星颗粒周围的发射线亮度。作为示例，我们将此方法应用于$z=6$的 IllustrisTNG 模拟。结果，对[OII]、[OIII]和巴尔本发射线亮度随星系形成率(SFR)变化的预测与当前观测结果良好一致。然而，我们的预测与文献中缺乏详细亚网格ISM模型的相关工作有所不同。这凸显了我们多尺度模拟建模框架的重要性。最后，我们为未来来自JWST的线状亮度函数测量提供预测，并量化了此类调查中的宇宙异方差。