过去 100 亿年间演化的环星系介质 I：物理与动力学性质

我们对两组 EAGLE 星系晕 zoom 模拟的物理与动力学状态进行了分析，一组位于高红移（$z=2-3$），另一组位于低红移（$z=0$），质量均约为 $\approx 10^{12} M_{\odot}$。我们关注这些 $L^*$ 恒星形成星系的环星系介质（CGM）在过去 100 亿年间的演化。我们发现，高-$z$ CGM 几乎均分为“冷”（$T<10^5$ K）与“热”（$T\geq 10^5$ K）两相，而低-$z$ 热 CGM 相所含质量多出 $5\times$。高-$z$ 热 CGM 的金属量比冷 CGM 多 60%，而低-$z$ 冷 CGM 的金属量比热 CGM 多 35%。在高-$z$ CGM 中，金属在热相与冷相之间沿径向均匀分布。在高 $z$ 时，CGM 体积由热外流主导，冷气体主要内流，但冷金属向外流动。在低 $z$ 时，冷金属主导内部区域，热金属在较大半径处更为普遍。低-$z$ 冷 CGM 的切向运动与自转支撑一致，延伸至 $0.2 R_{200}$，常呈现 $r \approx 40$ kpc 盘状结构。低-$z$ 热 CGM 的角动量比冷 CGM 大数倍，且径向密度轮廓比高-$z$ 热 CGM 更扁平。本研究证实，正如星系在宇宙时间中呈现显著演化阶段，其周围的气态晕在密度、温度和金属丰度等物理特征以及速度和角动量等动力学性质上也经历了相当大的自身变化。