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关于星系内外多相气体的数值模拟综述

星系天体物理 2026-01-26 v1 计算物理

摘要

多相气体——从冷分子云 (100\lesssim 100\,K) 到热稀薄等离子体 (106\gtrsim 10^6\,K$)——是星际介质、星际云、星际团和星际介质的特征性成分。准确模拟其动力学对改进我们对星系形成和演化的理解至关重要,但由于其多尺度和多物理特性,多相系统的建模极具挑战性。本综述提供了关于星系内外多相气体数值模拟的全面概述。我们首先概述了多相气体出现的环境以及其建模所面临的物理和计算挑战。随后讨论了刻画多相气体动力学的关键参数, followed by 对理想化设置的深入分析,包括湍流混合层、云-风相互作用、热不稳定性和湍流盒子。综述随后转向较不理想化和/或更大尺度的模拟,涵盖辐射超新星气泡、长盒模拟、孤立星系模型(包括矮星系和银沼质量系统)以及放大半径的宇宙学 zoom-in 模拟,特别关注在星际 halo 中提升分辨率的模拟。Throughout, we emphasize the importance of connecting scales, extracting robust diagnostics, and comparing simulations to observations. We conclude by outlining persistent challenges and promising directions for future work in simulating the multiphase Universe.

关键词

引用

@article{arxiv.2601.16566,
  title  = {Simulations of multi-phase gas in and around galaxies},
  author = {Max Gronke and Evan Schneider},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16566},
  year   = {2026}
}

备注

Resubmitted to Living Reviews in Computational Astrophysics after addressing the referee reports. Comments welcome