将大质量晕中光学厚气体的模拟与 z=2-3 的观测进行对比
宇宙学与河外天体物理
2015-06-16 v2
摘要
宇宙学流体动力学模拟预测了星系周介质 (CGM) 中重子的物理状态，这可以通过类星体吸收线观测直接检验。我们利用 21 个星系的高分辨率“变焦”模拟，表征了红移 z~2 时质量范围 M_vir~ 2x10^11 - 4x10^12 M_sun 的晕周围中性氢的分布。我们发现，冷气体 (T <= 3x10^4 K) 的质量分数和光学厚莱曼极限系统 (LLSs) 的覆盖分数仅微弱依赖于晕质量，即使在形成稳定维里激波的临界值附近也是如此。维里半径内部的 LLSs 覆盖分数在 f_c~0.05 - 0.2 之间变化，且不同晕之间存在显著离散。我们对大质量晕 (M_vir >= 10^12 M_sun) 的模拟低估了类星体 CGM 中观测到的光学厚气体覆盖分数达一个很大的因子。这种差异的原因尚不清楚，但文中讨论了几种可能性。在宿主恒星形成星系的较低质量晕 (M_vir >= 5x10^11 M_sun) 中，预测的覆盖因子与观测一致，然而目前的类星体 - 星系对样本太小，无法进行结论性比较。为了克服这一限制，我们提出了一种新的可观测量：在近距离类星体对前景中探测到的光学厚吸收体的小尺度自相关函数。我们表明，这一新的可观测量可以约束宿主 LLSs 的暗晕以及 z~2-3 时 CGM 的特征尺寸和覆盖分数。
引用
@article{arxiv.1308.1669,
title = {Confronting Simulations of Optically Thick Gas in Massive Halos with Observations at z=2-3},
author = {Michele Fumagalli and Joseph F. Hennawi and J. Xavier Prochaska and Daniel Kasen and Avishai Dekel and Daniel Ceverino and Joel Primack},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.1669},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 7 figures. ApJ in press