宇宙学光滑粒子流体动力学模拟中的化学增丰
宇宙学与河外天体物理
2009-10-26 v2
摘要
(摘要删节) 我们提出了一种用于光滑粒子流体动力学(SPH)模拟的恒星演化与化学反馈的实现方案。我们考虑了大质量恒星(II型超新星和恒星风)以及中等质量恒星(Ia型超新星和渐近巨星支星)对单个元素的定时释放。我们使用一套宇宙学模拟来展示我们方法的结果，这些模拟包含了辐射冷却、恒星形成和星系风的新方案。辐射冷却是在电离辐射背景存在下，逐元素实现的，我们追踪了所有对辐射冷却有显著贡献的11种元素。我们对比了分辨率元素金属丰度的两种合理定义，发现虽然它们在高金属丰度时一致，但在低金属丰度时存在巨大差异。我们认为，这种差异表明由于金属被束缚在粒子上而导致的金属混合缺失。我们论证，由于这是一个(数值)采样问题，使用诸如扩散等约束较差的物理过程来解决它可能会产生不良后果。我们证明，这两种金属丰度定义会导致红移z=0的恒星质量相差可达两倍，这是因为冷却速率对元素丰度的敏感性。我们发现，到z=0时，大部分金属被锁定在恒星中。气态金属分布在非常广泛的气体密度和温度范围内。激波加热的暖热星系际介质具有相对较高的金属丰度(~10^-1 Z_sun)，且演化很弱，因此是一个重要的金属储库。
引用
@article{arxiv.0902.1535,
title = {Chemical enrichment in cosmological, smoothed particle hydrodynamics simulations},
author = {Robert P. C. Wiersma and Joop Schaye and Tom Theuns and Claudio Dalla Vecchia and Luca Tornatore},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.1535},
year = {2009}
}
备注
29 pages (17 pages main text, 12 pages appendices) 25 figures. Accepted for publication in MNRAS, minor changes to submitted version