流体动力学模拟与星系形成的半解析模型：同一枚硬币的两面
宇宙学与河外天体物理
2015-05-30 v2
摘要
本工作发展了一种新方法，将最先进的流体动力学宇宙学星系形成模拟（HYD）转化为简化的半解析模型（SAM）。这是通过将HYD给出的吸积、冷却、恒星形成和反馈效率总结为晕质量与红移的函数来实现的。令人惊讶的是，将HYD转化为SAM后，我们在逐个天体的基础上保持了单个星系的质量，偏差水平为0.1 dex。这在所有红移以及恒星和气体的质量组分上均成立，尽管对于低红移的卫星星系，一致性达到0.2 dex。我们证明，即使SAM在每个星系内仅使用单相气体，也能获得同样水平的精度。此外，我们论证了一个大质量星系的形成历史为SAM提供了足够信息，使其能够复现整个宇宙学盒子中的星系群体。HYD与SAM星系之间弥散较小的原因在于：a）效率作为晕质量和红移的函数进行匹配，意味着并合树内的演化在平均意义上达成一致；b）对于给定星系，效率在0.2-2 Gyr的时间尺度上围绕平均值涨落；c）星系的 various mass components 通过对效率的时间积分获得，从而平均掉了这些涨落。我们将此处发现的效率与标准SAM处方进行比较，发现它们经常存在显著偏离。例如，此处HYD显示平滑吸积对低质量晕效率较低，且始终由热气体或稀薄气体组成；冷却在高红移效率较低；恒星形成随宇宙时间的演化较为温和。此处发展的方法可普遍应用于任何HYD，从而可作为HYD与SAM的共同语言（摘要节略）。
引用
@article{arxiv.1109.4635,
title = {Hydrodynamical simulations and semi-analytic models of galaxy formation: two sides of the same coin},
author = {Eyal Neistein and Sadegh Khochfar and Claudio Dalla Vecchia and Joop Schaye},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.4635},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS; text improved in comparison to version 1