f(R) 修正引力下星系形成的真实模拟

我们进行了一组宇宙学流体动力学模拟，追踪 $f(R)$ 修正引力模型中的星系形成。我们的模拟采用 Illustris-TNG 全物理模型以及 AREPO 代码中的新修正引力求解器。我们首次能够研究 $f(R)$ 引力与活动星系核（AGN）反馈效应在物质功率谱中的简并性，以及修正引力对星系性质和宇宙中暗物质、气体与恒星分布的印记。$f(R)$ 引力在高红移处对中性氢功率谱有 20% 水平的可观测效应。对于 F6 和 F5 模型，这都显著大于 SKA1-MID 巡测的预测误差，使该探针成为大尺度上引力的一项有力检验。在恒星功率谱中存在类似效应。我们还表明，即使在部分屏蔽 regime 下，旋转支撑的盘状星系也能在 $f(R)$ 引力中形成。我们的模拟表明，与 GR 相比，F6 中可能有更多盘状星系，而 F5 中更少。最后，我们表明 AGN 反馈与修正引力在物质功率谱中的回反应在 F6 模型中不重要，但在 F5 中具有可观效应。