IllustrisTNG + 宇宙射线：从矮星系到 L$^\star$ 星系的简单输运模型

我们采用简单模型模拟宇宙射线（CR）的产生与输运，以评估 CR 对 $z$\=$0$ 时星系、星际介质（CGM）及星系卫星的影响。为此，我们运行了首个大规模体积宇宙磁流体动力学模拟（25 Mpc h$^{-1}$ 盒子），包含 CR 物理的 IllustrisTNG 星系形成模型。我们选取参数，使其在现实大尺度特性与更复杂模型预测的星系 CR 压力轮廓之间取得合理平衡。结果显示，在固定星系质量下，包含 CR 后对 CGM 的温度、密度或（总）压力结构影响不大。然而，宇宙射线为星系卫星提供显著的非热力学压力支撑，抑制了星系从矮星系到 L$^\star$ 星系的星形成活动，从而降低了星系质量。宇宙星形成速率密度、恒星质量函数以及恒星质量-星系质量关系均被 CR 重塑。星系尺度与星系尺度气体比例受影响较小，但星系内部介质的气体密度下降抑制了超大质量黑洞的生长。星系卫星的气体也更少磁化，更少金属掺杂。这些差异主要源于 CR 抑制的气体吸积以及削弱的星系外流。我们的发现与先前关于 CR 对星系外流影响的研究在质态上得到一致，推动未来大规模宇宙模拟包含 CR 物理。