NeutralUniverseMachine: 不同理论模型中HI气体的预测

我们研究了不同理论模型中HI气体的分布和演化，包括流体动力学模拟（Illustris-TNG和SIMBA）、半解析模型（GAEA）以及经验模型（NeutralUniverseMachine; NUM）。通过比较模型对HI质量函数（HIMF）、HI-暗物质晕和HI-恒星质量关系、条件HI质量函数（CHIMF）以及HI选择星系的暗晕占据分布（HOD）的预测，我们发现所有模型在$z\sim0$时与观测到的HIMF吻合较好，但在更高红移$z=1$和$z=2$时差异变得更大。NUM的HIMF在$z=1$时与观测结果表现出显著的一致性，而其他模型在高质量端预测的HIMF振幅要低得多。CHIMF分布的比较表明，HIMF在低质量端主要由$10< \log(M_{\rm vir}/M_\odot) <11$的暗晕主导，而在高质量端则由$11< \log(M_{\rm vir}/M_\odot)<12$的暗晕主导。从中心星系的HI HOD来看，我们发现TNG100高估了大质量暗晕中高$M_{\rm HI}$中心星系的数量，而GAEA则显示在大质量暗晕的淬火中心星系中HI气体有非常强的消耗。造成这些差异的主要原因是不同模型中实现的AGN反馈机制。