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$\texttt{slick}$:在水动力学模拟中建模分子线亮度的宇宙

星系天体物理 2024-11-19 v2 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理

摘要

我们提出 {\sc slick}(可扩展线强度计算工具包,the Scalable Line Intensity Computation Kit),一个为水动力模拟中形成的云与星系计算真实 CO、[\ion{C}{1}] 与 [\ion{C}{2}] 亮度的软件包。基于辐射转移代码 {\sc despotic} 构建,{\sc slick} 依据模型云的物理性质与各自环境,计算同心区云中的热、辐射与统计平衡。我们将 {\sc slick} 应用于 {\sc Simba} 模拟的高分辨率运行以验证结果,将推导亮度与经验及理论/解析关系比对。为模拟由发射云构成的宇宙之线发射,我们将随机森林机器学习(ML)方法纳入我们的途径,使我们能预测星系中 CO、[\ion{C}{1}] 与 [\ion{C}{2}] 发射的宇宙学演化性质,如光度函数。我们在 100,000 个气体粒子与 2,500 个星系中测试该模型,对所有谱线达到平均精度 \sim99.8\%。最后,我们呈现了宇宙学水动力模拟中首个以真实与ML预测 CO、[\ion{C}{1}] 与 [\ion{C}{2}] 亮度创建的模型光锥,红移范围 z=0z=0z=10z=10

关键词

引用

@article{arxiv.2311.01508,
  title  = {$\texttt{slick}$: Modeling a Universe of Molecular Line Luminosities in Hydrodynamical Simulations},
  author = {Karolina Garcia and Desika Narayanan and Gergö Popping and R. Anirudh and Sagan Sutherland and Melanie Kaasinen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.01508},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 12 figures