利用孤立盘星系模拟检验恒星形成子网格模型
星系天体物理
2023-09-26 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们利用包含冷星际气体的孤立银河系质量盘星系的平滑粒子流体动力学模拟，检验恒星形成的子网格方案（SF）。我们的基准模型将 Schmidt 定律与引力不稳定性判据结合，但我们也检验了密度阈值和温度上限。虽然 SF 历史对 SF 方案不敏感，但 SF 率与气体面密度之间的 Kennicutt-Schmidt（KS）关系可区分不同模型。我们表明，我们的基准模型（每个自由下落时间的 SF 效率为 1%）与中性、原子和分子气体的空间分辨及方位角平均的观测 KS 关系一致。密度阈值表现不佳。虽然选取冷分子气体的温度上限可匹配太阳金属丰度星系的数据，但它们不适用于极低金属丰度气体，因此不适用于宇宙学模拟。我们认为，SF 判据应应用于分辨率极限而非固定物理尺度，这意味着我们应以观测量的数值收敛而非被标记为恒星形成气体的性质收敛为目标。我们的基准模型在质量分辨率变化近 4 个数量级时表现出良好的收敛性，例外是低面密度下的空间分辨分子 KS 关系。对于引力不稳定性判据，我们量化了引力软化、SF 效率、超新星反馈强度，以及电离气体包含、平均尺度和金属丰度等可观测参数对 KS 关系的影响。
引用
@article{arxiv.2309.13750,
title = {Tests of subgrid models for star formation using simulations of isolated disk galaxies},
author = {Folkert S. J. Nobels and Joop Schaye and Matthieu Schaller and Sylvia Ploeckinger and Evgenii Chaikin and Alexander J. Richings},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.13750},
year = {2023}
}
备注
Submitted to MNRAS, 23 pages, 20 figures