Phoebos 模拟：星际黎明时期的星系性质

詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 现在允许我们以前所未有的细节观察宇宙黎明末期 ($z \sim 10-15$) 的星系,揭示其形貌、大小以及内部结构。这些观测为理解驱动早期星系形成的物理过程提供了至关重要的见解。本文介绍了 Phoebos 水动力学宇宙模拟,这是一个旨在研究宇宙黎明末期及其星际中期再电离时期星系形成与演化的 100 Mpc 容量模拟。Phoebos 包括一个刻意弱的星际反馈模型,以解决 JWST 在早期时期看到的高质量星系丰度问题。与大多数大型宇宙水动力学模拟不同,我们不采用有效状态方程模型,相反,我们的辐射冷却模型允许我们捕捉星系内外气体的多相特性。Phoebos 在 $z \gtrsim 8$ 的关键观测量表现良好,包括星际质量函数和星际-星系质量关系。它还恢复了观察到的星际尺寸-质量关系斜率,并对 specific star formation rate 表现得非常出色。这些结果表明,在只有温和的星际反馈驱动的情况下,高效的星际形成推动了早期星系的增长,支持在宇宙黎明期间快速星际质量组装的场景。关于较低红移处的宇宙星际形成密度,Phoebos 可能高估了系统内的星际质量,这表明在恢复后期观测时,可能需要转向更强的星际反馈。这些结果凸显了 Phoebos 在解释 JWST 观测和探讨塑造星系形成的演变物理过程方面的潜力。