EAGLE星系形成模拟：子网格物理的校准与模型变体

我们展示了十三次宇宙学模拟的结果，这些模拟探索了“星系及其环境的演化与形成”（EAGLE）模拟项目的参数空间。其中四次模拟跟踪了一个边长为 L = 50 cMpc 的周期立方体的演化，每次采用不同的与恒星形成相关的能量反馈的子网格模型。相关参数被调整，使得各模拟均能在 z = 0.1 处重现观测到的星系恒星质量函数。其中三次模拟未能形成如观测般延展的盘状星系，并且我们分析表明这是数值辐射损失降低高密度气体中恒星反馈效率的结果。在第四次模拟——EAGLE参考模型——中，通过在高密度气体中注入更多能量，此类损失被大幅减少。该模型产生了具有观测尺寸分布的星系，并且也重现了许多星系标度关系。在剩余的九次模拟中，每次仅改变参考模型的一个参数或过程。我们发现恒星质量 <~ M*（星系恒星质量函数的“拐点”）的星系性质主要由与恒星形成相关的反馈支配，而质量更大星系的性质还受其中心黑洞吸积反馈的控制。为了重现观测到的星系族，这两个过程都必须高效。一般而言，经校准以重现低红移星系恒星质量函数的模拟仍不会形成逼真的星系，但附加星系尺寸可接受的要求会导致与大量观测量的一致。