FLAMINGO项目：面向大尺度结构与星系团巡天的宇宙学流体动力学模拟

我们介绍Virgo联盟的FLAMINGO宇宙学与星系团物理流体动力学模拟套件。为确保模拟对大尺度结构研究足够真实，恒星与AGN反馈的子网格方案被校准到观测到的低红移星系恒星质量函数与星系团气体分数。校准使用机器学习进行，对三种分辨率分别执行。该方法使得模型可由其校准所依据的观测量来指定。校准考虑了若干潜在的观测偏差以及观测恒星质量中的随机误差。两个计算需求最高的模拟的箱尺寸分别为1.0和2.8 Gpc，重子粒子质量分别为$1\times10^8$和$1\times10^9 \text{M}_\odot$。对于后一种分辨率，该套件在1 Gpc箱中包含12个模型变体。其中有8个在固定宇宙学下的变体，包括我们所校准的恒星质量函数和/或星系团气体分数的偏移，以及两种替代的AGN反馈实现（热反馈或喷流）。其余4个变体使用未修改的校准数据但不同的宇宙学，包括不同的中微子质量。2.8 Gpc模拟追踪$3\times10^{11}$个粒子，使其成为迄今运行到$z=0$的最大流体动力学模拟。实时为最多8个不同观测者生成光锥输出。我们研究了数值收敛性，表明模拟再现了校准数据，并与若干星系、星系团和大尺度结构观测进行比较，发现对收敛预测的与数据非常一致。最后，通过比较流体动力学与“仅暗物质”模拟，我们确认重子效应可抑制暗晕质量函数与物质功率谱达约$\approx20\%$。