矮星系的恒星流体动力学建模：模拟方法、测试与初步结果

宇宙学模拟仍缺乏足够的数值分辨率或物理过程来精细模拟矮星系。因此，对单个矮星系的精确数值模拟仍有需求。我们的目标是利用所谓的恒星流体动力学方法， 详细研究星系内恒星与气体的耦合，并从自洽计算的初始气体分布出发，研究单个星系的化学动力学演化。我们提出了一种新的化学动力学代码，其中气体动力学使用常规流体力学方程计算，而恒星动力学由恒星流体力学方法描述，该方法求解无碰撞玻尔兹曼方程的前三个矩。详细追踪了恒星风和死亡恒星的反馈。特别是，开发了一种新颖且详尽的方法来追踪各恒星族的老化过程，从而能够根据恒星年龄精确计算恒星反馈。我们构建了考虑气体自引力的矮星系初始平衡模型，并呈现了不同程度的转动支撑。具有高转动支撑的模型发展出显著的双极外流；这些模型中新生的恒星族优先集中在星系中面。转动支撑较弱的模型吹散了大部分气体，由此产生的恒星分布呈延展且弥散状态。恒星动力学被证明是星系演化的关键方面。如果我们人为抑制恒星动力学，超新星爆发就会发生在由先前恒星风活动加热并稀释的介质中，从而人为增强了恒星反馈（节选）。