星系团中的中性氢：AGN反馈的影响及其对强度映射的启示

通过zoom-in流体动力学模拟，我们量化了星系群和星系团所承载的中性氢(HI)的量。我们的模拟基于改进的平滑粒子流体动力学(SPH)公式，包含辐射冷却、恒星形成、金属增丰和超新星反馈，并且根据活动星系核(AGN)反馈开启或关闭可分为两组。我们对模拟进行分析以考虑HI自屏蔽和分子氢的存在。我们发现暗物质晕中的中性氢质量随晕质量单调增加，并可以很好地用形如 $M_{\rm HI}(M,z)\propto M^{3/4}$ 的幂律描述。我们的结果表明，AGN反馈同时减少了总晕质量及其HI质量，尽管其在移除HI方面更有效。我们得出结论：AGN反馈将给定晕的中性氢质量降低约 $\sim50\%$，其对晕质量和红移的依赖较弱。晕内中性氢的空间分布也受到AGN反馈的影响，其效应是降低位于晕内部区域的HI比例。通过将我们的结果外推到模拟中未分辨的晕，我们从 $\Omega_{\rm HI}(z)$ 的测量得出天体物理启示：为了重现观测，需要圆周速度大于 $\sim25~{\rm km/s}$ 的晕来承载HI。我们发现，只有带AGN反馈的模型能够重现现有21cm强度映射观测推导出的 $\Omega_{\rm HI}b_{\rm HI}$ 值。