直接坍缩成超大质量黑洞种子：AMR 与 SPH 方法的比较

我们在孤立或宇宙学尺度下暗物质（DM）晕内直接重子坍缩形成超大质量黑洞的背景下，对 AMR 代码 Enzo-2.4 与 SPH/N 体代码 GADGET-3 进行了详细比较。通过追踪吸积流基本参数的演化来考察气体流动。两种代码在坍缩的一般特征上总体一致，但存在许多细微差异。对于孤立模型，代码以不同步调提升其空间与质量分辨率，由于 GADGET-3 具有更高的引力分辨率，导致 SPH 中的坍缩远比 AMR 情形更早发生。在宇宙学模拟中，AMR 在经由冷吸积并伴随并合的晕生长过程中发展出比 SPH 略高的重子分辨率。尽管如此，两种代码在 DM 与重子结构的构建上一致。然而，随着坍缩开始，这种质量与空间分辨率的差异被放大，使得 SPH 模型的演化开始滞后。这种延迟可能影响由紫外背景导致的 H2 形成/破坏速率，以及宿主晕的基本性质。最后，在自旋参数 $\lambda \sim 0.01 - 0.07$ 的旋转晕中的孤立非宇宙学模型显示，较大的 $\lambda$ 对应延迟的坍缩，但 AMR 的此增速更快。在我们的模拟设置中，GADGET-3 在坍缩期间所需计算资源显著多于 Enzo-2.4，而在坍缩前的宇宙学结构形成阶段所需资源相近。然而，除坍缩结束时外，它受益于显著更高的引力与流体动力学分辨率。