星系模拟中的 H2 化学：一种改进的超新星反馈模型

在本研究中，我们提出并验证了一种基于近期发展的、具有物理动机的超新星反馈子网格方案的变体，该方案考虑了气泡膨胀中未解析的能量守恒阶段。我们的模型建立在网格无网格流体动力学代码 GIZMO 中公开可用的实现之上，并与化学库 KROME 耦合。在此，我们针对不同的设置进行测试，以探讨它如何影响分子氢（H$_2$）的形成与解离。首先，我们探索非常理想化的条件，表明其能独立于分辨率精确再现激波波前的终止动量。接着，我们将其应用于一套银河系类似孤立星系的数值模拟，并与采用延迟冷却子网格方案的类似模拟进行比较。我们发现，延迟冷却模型通过人为加压气体，在抑制恒星形成方面更为有效。然而，为产生此效应，它必须在气体预期高效冷却的密度处维持气体温暖/炽热，人为改变气体的热化学状态，并即使在致密气体中也降低 H$_2$ 丰度。另一方面，机械反馈能够再现 H$_2$ 柱密度而不改变气体热力学，同时驱动更强大的外流。然而，由于抑制恒星形成效果较弱，它将肯尼科特-施密特关系高估了约 2.5 倍。最后，我们表明该模型在不同分辨率水平下具有一致性，仅存在轻微差异。