EDGE：在星系形成自适应网格模拟中抑制数值扩散的新方法
星系天体物理
2020-12-02 v2 天体物理仪器与方法
摘要
我们引入一种新方法，以减轻宇宙学星系形成自适应网格细化(AMR)模拟中的数值扩散，并作为“EDGE”项目的一部分研究其对一个模拟矮星系的影响。目标星系最大圆速度为 21 km/s，但演化于相对于流体力学网格以高达 90 km/s 运动的环境中。若无任何缓解措施，扩散会软化喂入星系的纤维状结构。结果，气体被非物理地滞留在星系周围的环星系介质中达 320 Myr，延迟恒星形成，直至冷却与坍缩最终在 z=9 触发初始星暴。利用基因修改，我们生成“速度归零”初始条件，其中网格相对流被强烈抑制；按设计，该改变不显著修改大尺度结构或暗物质吸积历史。所得模拟恢复了更物理、渐进而始于 z=17 的恒星形成。尽管最终恒星质量几乎一致（未修改与速度归零分别为 和 ），但由于历史对比，z=0 矮星系的动力学与形态结构明显不同。我们的扩散抑制方法适用于任何 AMR zoom 宇宙学星系形成模拟，尤其推荐用于高红移小星系的模拟。
引用
@article{arxiv.2009.03313,
title = {EDGE: A new approach to suppressing numerical diffusion in adaptive mesh simulations of galaxy formation},
author = {Andrew Pontzen and Martin P. Rey and Corentin Cadiou and Oscar Agertz and Romain Teyssier and Justin I. Read and Matthew D. A. Orkney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.03313},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS following minor clarifications. Added an appendix on velocity correlation length