NIHAO XIX：超新星反馈如何塑造星系重子循环

我们利用 NIHAO 模拟来探索超新星（SNe）如何影响星系中的恒星形成。我们发现 SN 反馈在从星际介质（ISM）到数个维里半径的所有尺度上均起作用。SNe 通过阻止 HI 凝结为 H$_2$ 以及将冷中性气体移至热 HII 相来调节恒星形成。第一种效应解释了为何矮星系中的冷中性气体形成恒星的效率低下。第二种效应维持了大质量星系的热 ISM（在较低质量处 HII 逸出）。在 $v_{\rm vir}\simeq 67{\rm\,km\,s}^{-1}$ 时，外流率遵循关系：$\dot{M}_{\rm out}=23\,(v_{\rm vir}/67{\rm\,km\,s}^{-1})^{-4.6}\,{\rm SFR}$。从星系抛出的气体中有 $20\%$ 到 $70\%$ 逃离了暗物质晕（抛射式反馈），但外流以被扫过的冷气体为主，其中大部分在约 $1\,$Gyr 的时间尺度上落回星系。这种“喷泉式反馈”使星系质量减少二到四倍，因为气体有一半到四分之三的时间处于喷泉中。被抛出的气体中不到 $10\%$ 与热的环星系介质混合，且这部分气体通常不被重新吸积。在大到 $6r_{\rm vir}$ 的尺度上，星系风使来自宇宙丝的流入气体偏转并阻止其吸积到星系上（先发式反馈）。该过程是超矮星系重子含量低的主要原因。