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评估FIRE-2模拟中质量流失率估计器:面向谱线基预测的自洽框架

星系天体物理 2025-03-31 v1

摘要

银河型流失影响星系演化,但其质量、能量和动量转移仍不确定。高分辨率光谱可帮助,但系统性差异阻碍模型解释。在本研究中,我们评估了半解析线传递(SALT)和经验部分覆盖模型(PCM)从FIRE-2模拟套件中从合成Si II线(1190 Å、1193 Å、1260 Å、1304 Å、1527 Å)恢复流失属性的性能。当适用时,我们评估每种模型恢复流失质量、能量和动量流失率,以及径向密度和速度轮廓、柱密度和流几何形状的能力。我们发现PCM在15<logN [cm2]<1715 < \log N\ [\text{cm}^{-2}] < 17范围内对柱密度低估约1.3个dex,离散为1.3个dex。我们将此偏差归因于仪器平滑。由于PCM低估柱密度,也低估了流失率,尽管其预测与半径无关,离散为0.55个dex。我们在柱密度估计中未检测到偏差,离散为1.3个dex。当速度和密度场满足幂律时,SALT可在0.15(0.30)Rvir0.15(0.30)R_{\text{vir}}处将质量、动量和能量流失率分别约束为0.36 (0.63)、0.56 (0.56)和0.97 (0.80)个dex。然而,FIRE-2中存在某些轮廓超出SALT框架,模型在此处失效。我们发现SALT有效跟踪流几何,捕捉到光子逃逸率随时间演化,这与星形成率不同步,完全符合hydrodynamic模拟结果。我们主张使用积分场单元光谱仪器更好地约束流属性。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.22312,
  title  = {Evaluating Mass Outflow Rate Estimators in FIRE-2 Simulations: Towards a Self-Consistent Framework for Spectral Line Based Predictions},
  author = {Cody A Carr and Aaron Smith and Viraj Pandya and Christopher C. Hayward and Mason Huberty and Claudia Scarlata and Renyue Cen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22312},
  year   = {2025}
}

备注

31 pages, 15 figures, submitted to ApJ