引入 THESAN-ZOOM 项目：多相星际介质的高红移星系辐射-流体动力学模拟

我们介绍了 THESAN-ZOOM 项目，这是一个来自 THESAN 模拟体积中筛选出的 14 个高红移（$z>3$）星系的高分辨率 zoom-in 模拟套件。该样本涵盖广泛的 halo 质量范围，$z=3$ 时 $M_\mathrm{halo} \approx 10^8 - 10^{13}\,\mathrm{M}_\odot$。在最高分辨率下，模拟实现了 $142\,\mathrm{M}_\odot$ 的质子质量和 $17\,\mathrm{pc}$ 的引力软化长度。我们采用一种最先进的多相星际介质（ISM）模型，自洪地包括恒星反馈、辐射场、尘埃物理以及通过非平衡热化学网络的低温冷却。我们的独特框架采用来自母体 THESAN 模拟盒子的大尺度辐射场拓扑，而非假设均匀的 UV 背景。在总计中，THESAN-ZOOM 包含 60 个模拟，包括fiducial run 和旨在探讨数值与物理参数对星系性质影响的互补变体。我们的fiducial 模拟集再现了丰富的高红移观测数据，例如星系-halo 质量关系、星际形成主序列、Kennicutt-Schmidt 关系以及质量-金属化学关系。尽管我们的模拟在低质量和低亮度星系方略显高估其丰度，但在高质量端与观测到的星系和 UV 亮度函数良好一致。此外，星际形成率密度与来自 $z=3-14$ 的观测估计密切匹配。这表明这些模拟有效地再现了高红移星系的许多关键特征，为解释来自 JWST 的激动人心的新观测提供了真实可靠的框架。