星系形成模型的敏感性分析

我们首次将基于方差的敏感性分析（SA）应用于一个旨在预测整个星系族演化及性质的模型。SA在其他定量科学中是一项成熟的技术，但在天体物理模型评估中仍是一种相对新颖的工具。我们对GALFORM半解析星系形成模型进行了多参数探索，以计算当前K波段光度函数对不同模型参数变化的敏感程度。参数空间采用Saltelli提出的低差异采样技术进行扫描。我们首先仅改变两个模型参数——一个控制超新星反馈，另一个控制活动星系核（AGN）对气体的加热——来展示SA方法的有效性。SA分析与我们对这些参数如何影响星系光度函数不同部分预测的物理直觉相符。随后，我们使用SA计算了改变七个模型参数时的Sobol'敏感性指数，将模型输出的方差与输入参数的方差联系起来。敏感性按光度区间计算，使我们能够详细探究模型预测的起源。我们发现SA正确地识别出最不重要和最重要的参数。此外，SA还捕捉到同时改变多个参数的联合响应。我们的研究标志着对该领域常用的传统“一次一个参数”变化方法的一次亟需的突破，并提高了星系形成多参数模型的透明度。