动网格上的星系并合：与光滑粒子流体动力学的比较
宇宙学与河外天体物理
2014-11-26 v2 天体物理仪器与方法
流体动力学
摘要
几十年来，人们一直使用光滑粒子流体动力学 (SPH) 研究星系并合，但最近的工作强调了传统 SPH 技术固有的不准确性，这对先前研究的可靠性提出了质疑。我们通过比较一套使用 Gadget-3 SPH 进行的理想化（即非宇宙学）孤立盘和星系并合模拟，与使用动网格代码 Arepo 进行的其它条件完全相同的计算，来探讨这一问题。当不包含黑洞 (BH) 吸积和活动星系核 (AGN) 反馈时，两种代码获得的恒星形成历史 (SFHs) 吻合良好。当包含黑洞时，SFHs 中依赖于代码和分辨率的变化更为显著，但一致性仍然良好，且模拟过程中形成的恒星质量对数值方法的变化具有鲁棒性。在并合期间，星暴阶段之前的气体形态和相结构最初是相似的。然而，一旦通过激波加热和 AGN 反馈（当包含时）形成了热气晕，一致性就变差了。特别是在星暴后阶段，SPH 模拟呈现出更显著的热气晕和虚假团块，而在 Arepo 中，气体团块和细丝不太明显，且热晕气体能更有效地冷却。我们讨论了这些差异的起源，并解释了为什么 SPH 技术对某些应用（如本文展示的理想化孤立盘和星系并合模拟）能产生可信的结果，而对其他应用（如宇宙学流体动力学模拟中流向星系的气流）则不然。
引用
@article{arxiv.1309.2942,
title = {Galaxy mergers on a moving mesh: a comparison with smoothed-particle hydrodynamics},
author = {Christopher C. Hayward and Paul Torrey and Volker Springel and Lars Hernquist and Mark Vogelsberger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.2942},
year = {2014}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS. Appendix moved into main text and additional tests added. Conclusions unchanged. 26 pages, 17 figures