温热星系际介质的纤维状结构与片层

在宇宙结构形成背景下形成的纤维状结构，不仅被认为在低红移时以温热星系际介质（WHIM）形式容纳了大部分重子，而且通过冷流为高红移时的形成星系提供大量冷气体。为了深入了解这些结构的流体和热力学特性，我们进行了一系列流体动力学模拟。我们没有分析宇宙结构形成的大规模模拟，而是模拟了某些定义明确的结构，并研究了不同物理过程以及尺度依赖性的影响。在本文中，我们继续Klar & Mücket (2010)的工作，并将模拟扩展到三维。我们不再使用饼状结构，而是获得了一个由清晰的片层、纤维状结构和气态晕组成的构型。我们使用一组由初始扰动长度L参数化的模拟，获得了关于气体状态及其在纤维状结构内部演化的详细信息。对于L > 4 Mpc，我们获得了完全被吸积激波约束的纤维状结构。此外，它们表现出等温核心，其温度由辐射冷却和紫外背景加热平衡。这表明中等温度WHIM具有多相结构。我们获得了该核心主要量的标度关系。在晕附近，纤维状结构的核心可归因于宇宙流体动力学模拟中发现的冷流。对于L > 6 Mpc/h，热传导可能导致冷流完全蒸发。这对应于质量大于M_halo = 10^13 M_Sun的晕，意味着更大质量星系中的恒星形成不能由冷流供给。对于尺度L > 6 Mpc/h的扰动，纤维状结构不再表现出冷核心。