N 体模拟的重子后处理及其在快速射电暴中的应用

宇宙重子位于星系暗物质晕内部及周围的情况仅受到较弱的约束。我们开发了一种快速描绘其分布模型的方法。我们的方法利用了 $N$ 体模拟的统计优势，同时以可由星系半解析模型或放大 hydrodynamic 模拟所启发的方案，将单个晕周围气体的剖面描绘上去。该算法的可能应用包括快速射电暴（FRBs）的河外色散量、Sunyaev-Zeldovich 效应、重子对弱引力透镜的影响，以及宇宙金属增丰。作为初步应用，我们利用该工具研究前景星系质量晕的重子剖面如何影响朝向宇宙学 FRBs 的色散量（DM）统计。我们表明 DM 的分布对星系晕中重子的分布敏感，可行的气体剖面模型对给定红移的 DM 具有显著不同的概率分布。我们还研究了在以冲击参数对前景星系堆叠 DM 的 FRB 分析中，统计测量星系周电子剖面的需求，量化了来自相关系统的污染性“两晕”项的大小以及高显著探测所需的 FRB 数量。公开可用的 Python 模块实现了我们的 CGMBrush 算法。