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约束 CGM 冷部 circumgalactic medium 的雾状、不规则与湍流:基于 mCC 的研究

星系天体物理 2025-09-03 v3

摘要

circumgalactic medium (CGM) 是星系周最大的质子储备,但其范围、质量与温度分布仍不确定。我们提出冷气(104\sim 10^4 K) residing in CGM 的云状结构(cloud complexes, CCs)而非均匀填充整个 CGM 体积。每个 CC 包含一团微小冷云团的雾,分散在温暖/热介质(105\sim 10^5 - 10610^6~K)中。 modeling CCs 在雾极限(unit area covering fraction within a CC)下可简化计算观测量,如离子吸收柱密度、等效宽度,相较于从头文件建模单个云团。通过对 CCs 的蒙特卡洛实现,我们探讨了 CC 属性如何影响观测到的可变性。我们发现,power-law 分布的 CCs(dNCC/dRR1dN_{\rm CC}/dR \propto R^{-1}),每个 CC 半径约为 10\sim 10 kpc,总冷气质量约为 1010M\sim 10^{10} M_\odot,可复现 COS-Halos 样本(Werk+ 2013)中 MgII 柱密度与等效宽度分布趋势随影响距离的变化。我们进一步表明,面积平均 MgII 柱密度结合面积覆盖率,可为估计冷 CGM 质量提供稳健的代理参数,独立于其他模型参数。对更大数量(更小尺寸)的云团进行 modeling 显示,单个云团的线宽合成在 CC 尺度上导致湍流展宽。本工作为将 CGM 模型与多相 CGM 观测联系起来提供了实用框架,阐明了星系星云中冷气的分布。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.17173,
  title  = {Misty, patchy, and turbulent: constraining the cool circumgalactic medium with mCC},
  author = {Mukesh Singh Bisht and Prateek Sharma and Alankar Dutta and Biman B. Nath},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.17173},
  year   = {2025}
}

备注

accepted for publication in MNRAS