SIMBA 中的喷流反馈与光子欠产危机

我们考察黑洞喷流反馈对 SIMBA 模拟中低红移星系际介质（IGM）性质的影响，重点关注 Ly$\alpha$ 森林平均流量减幅 $D_A$。若无喷流反馈，我们确认了光子欠产危机（PUC）：为匹配观测到的 $D_{A}$，需将 $z=0$ 处的 $\Gamma_{\rm HI}$ 在 Haardt & Madau 值基础上提高 $\times6$。开启喷流反馈将该差异降至 $\sim\times 2.5$，且若进一步采用近期 Faucher-Giguère 背景则基本解决了 PUC，同时产生的流量概率分布函数与观测相符。PUC 在晚期（$z \lesssim 1$）变得明显，此时有喷流与无喷流模拟出现分歧；在更高红移处，无论有无喷流，SIMBA 均无需调整即可重现观测到的 $D_{A}$。喷流反馈的主要影响是将弥散 IGM 中的宇宙重子比例从 $z=0$ 时的 39% 降至 16%，同时将温-热星系际介质（WHIM）重子比例从 30% 升至 70%；弥散 IGM 含量的降低直接转化为 $D_{A}$ 以相近因子的降低。与采用不同淬灭反馈但其他方面与 SIMBA 相似的较早 MUFASA 模拟相比，MUFASA 对 $D_{A}$ 的匹配不如 SIMBA，表明对 $D_{A}$ 与 $\Gamma_{\rm HI}$ 的低红移测量可约束反馈机制。我们的结果表明，晚期 widespread IGM 加热是 PUC 的一个合理解决方案，且 SIMBA 为淬灭大质量星系而引入的喷流 AGN 反馈模型大致产生了这一所需加热。