宇宙学SPH模拟：星际形成的混合多相模型

我们提出了星际形成和超新星反馈模型，用于描述在宇宙学模拟中通常无法解析的星际气体的多相结构。我们的模型包括辐射加热与冷却、嵌入于恒温介质中的冷云的生长、这些云中的星际形成、以热加热和云湮为形式的超新星反馈、星系喷流与外流，以及金属浓度。采用SPH方法实现的该方案是Yepes等人（1997）网格方法的显著修改和扩展版本，使我们能够在结构形成模拟中实现高动态范围。我们详细讨论了反馈模型的特性，表明其预测一种自调节、稳态的星际形成模式，特别是稳定了星系盘的星际气体层。该模式的参数化可简化为单个自由参数，决定星际形成的总体时间尺度。我们将该参数固定以匹配局部盘状星系中观测到的星际形成率。尽管如此，规范化后，宇宙学模拟仍会产生过多的观测星际物质。因此，我们动机在反馈模型中加入与星际形成相关的星系喷流。利用对单个星际盘状星系的小尺度模拟，我们表明这些喷流会产生星系水 fountain或外流，取决于引力势的深度。此外，来自这些星系的喷流驱动化学物质浓缩于星际介质中，原则上可解释Lyman α森林中金属的存在。