宇宙再电离期间星系形成的空间自适应辐射-流体动力学模拟
摘要
我们提出一套宇宙学辐射-流体动力学模拟，关于 z >~ 6 时驱动星系际介质(IGM)再电离的星系组装。模拟考虑了来自光致电离加热和大量恒星作为超新星(SNe)爆炸的流体动力学反馈。我们的参考模拟在边长为25 comoving Mpc/h的盒子中使用 2 x 512^3 个粒子进行，产生了合理的再电离历史并匹配观测到的星系UV光度函数。具有不同盒子大小和分辨率的模拟用于研究数值收敛性，而关闭SNe或光致电离加热或两者的模拟用于研究恒星形成反馈的作用。电离辐射使用精确的辐射转移处理，其空间自适应分辨率与进行流体动力学的分辨率相同。SN反馈强烈降低了模拟星系几乎全质量范围内的恒星形成率(SFRs)，并且是需要以产生与观测一致的SFRs的。光加热有助于抑制低质量星系中的恒星形成，但其对宇宙SFR的影响很小。由于光加热效应被强SN反馈掩盖，它未在UV星系光度函数上留下特征，尽管我们注意到我们的分辨率不足以模拟通过分子氢跃迁冷却的恒星形成迷你晕。光加热确实对再电离提供了强正反馈，因为它平滑了IGM中的密度涨落，从而大幅降低了IGM复合率。我们的模拟展示了星系形成与再电离的紧密非线性耦合，激励了在早期宇宙模型中精确且同时包含光加热和SN反馈的需求。
引用
@article{arxiv.1501.01980,
title = {Spatially adaptive radiation-hydrodynamical simulations of galaxy formation during cosmological reionization},
author = {Andreas H. Pawlik and Joop Schaye and Claudio Dalla Vecchia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.01980},
year = {2015}
}
备注
22 pages, 10 figures. Accepted for publication in MNRAS. Minor changes to match the accepted version, including an updated comparison of the simulated reionization optical depth with the latest observational estimate (figure 2)