CASCO：基于宇宙学模拟与观测的宇宙学与天体物理参数约束——I. 限制本地恒星形成星系中的物理过程

我们将 CAMELS 宇宙学模拟中取出的恒星形成星系的结构性质与暗物质含量，与 SPARC 样本在恒星质量区间 $[10^{9}, 10^{11}]\,\textrm{M}_{\odot}$ 内导出的观测趋势进行比较，以对宇宙学与天体物理（与超新星和 AGN 相关的）参数的值给出约束。我们考虑来自 CAMELS 的 IllustrisTNG、SIMBA 和 ASTRID 套件的全部 1065 个模拟的尺度-、内部暗物质分数-、内部暗物质质量-以及总恒星质量关系，并寻找相对于观测使 $\chi^{2}$ 最小的参数。对于 IllustrisTNG 套件，我们得到如下宇宙学参数约束：$\Omega_{\textrm{m}} = 0.27_{-0.05}^{+0.01}$、$\sigma_{8} = 0.83_{-0.11}^{+0.08}$ 和 $S_{8} = 0.78_{-0.09}^{+0.03}$，这些结果与九年 WMAP 观测结果在 $1\sigma$ 内一致。描述单位恒星形成率外流风能量与风速偏离参考 IllustrisTNG 模拟的超新星反馈相关天体物理参数为：$A_{\textrm{SN1}} = 0.48_{-0.16}^{+0.25}$ 和 $A_{\textrm{SN2}} = 1.21_{-0.34}^{+0.03}$。因此，相对于参考 IllustrisTNG 模拟具有更低单位恒星形成率外流风能量的模拟能更好地再现观测。基于 SIMBA 和 ASTRID 套件的模拟预言的中心暗物质质量明显大于真实星系中的观测值，这只有通过要求与 SIMBA 的宇宙学约束不一致的 $\Omega_{\textrm{m}}$ 值，或具有不真实星系质量分布的 ASTRID 模拟才能与观测调和。