星系形成与演化化学动力学建模中的计算问题

化学动力学N体模拟是理解星系形成与演化的基本工具。随着观测确定的恒星丰度数量持续增加，这些模拟能够为银河系和本星系群矮星系内部的早期恒星形成历史和化学演化提供新的约束。在此，我们旨在重现金属贫乏恒星中观测到的低$\alpha$元素弥散。我们首先证明，当模拟中的恒星粒子质量低于某一质量阈值时，分辨率的提高会产生不可接受的大弥散，因为一个粒子不再能很好地近似整个恒星种群。该阈值出现在约$10^3\,\rm{M_\odot}$处，这一质量限制在目前（及未来）的模拟中很容易达到。通过模拟六分仪座（Sextans）和玉夫座（Fornax）矮椭球星系，我们表明高分辨率下弥散的增加源于随机超新星爆发。为了将弥散降低到观测值，我们展示了在基于粒子的模拟中引入金属混合方案的必要性。同时也讨论了将金属注入周围气体所用方法的影响。最后我们总结了在模拟本星系群矮星系和银河系时精确重现弥散的最佳方法。