宇宙学模拟中的质量、金属与能量反馈
天体物理学
2009-11-13 v2
摘要
利用包含观测约束的星系外流模型的 Gadget-2 宇宙学流体动力学模拟，我们研究了从 z=6 到 0 的宇宙尺度上，星形成反馈如何分布质量、金属和能量。我们包含了来自 II 型超新星的瞬时增丰、来自 Ia 型超新星和恒星 (AGB) 质量损失的延迟增丰，并单独追踪 C、O、Si 和 Fe。继动量驱动风标度关系的成功之后，我们通过引入即时星系查找器来改进实现方案，以基于宿主星系质量推导风的性质。通过在一系列模拟中追踪风粒子，我们发现：(1) 风物质在再吸积时标上重新吸积到星系，该时标与星系质量成反比。因此，不能假设由星系超级风驱动进入 IGM 的金属会永远离开其星系。风物质通常会被循环多次；给定风粒子的中位抛射次数为 3 次，因此到 z=0 时，风中抛射的总质量超过 0.5\Omega_b。(2) 风传播的物理距离相当独立于红移和星系质量（60-100 物理 kpc）。对于后期的大质量星系，风通常无法逃逸出星系晕，而是在晕喷泉中回落。高红移星系增丰了更大共动体积的 IGM，金属随后迁移回低红移的星系。(3) 注入风中的能量与 M_{gal}^{1/3} 成比例，可能需要除超新星以外的其他来源（如年轻恒星的光子）的能量来分布观测到的宇宙金属。(4) 在所有时期，所追踪的四种金属的生成在全球范围内主要由 II 型超新星主导。然而，由于非 II 型来源，星系团内气体的铁含量增加了两倍，而低红移 IGM 的碳含量则因 AGB 反馈而提升。
引用
@article{arxiv.0712.1827,
title = {Mass, Metal, and Energy Feedback in Cosmological Simulations},
author = {Benjamin D. Oppenheimer and Romeel Davé},
journal= {arXiv preprint arXiv:0712.1827},
year = {2009}
}
备注
Accepted to MNRAS. 28 MNRAS pages, 14 figures. Text modified slightly with the largest changes/additions to Section 5.4