增强晕分辨率对模拟星系周介质的影响
星系天体物理
2019-09-25 v1
摘要
传统宇宙学流体动力学模拟无法在空间上分辨星系周介质（CGM）——即环绕星系并延伸至其维里半径的稀薄气体储库。我们引入了增强晕分辨率（EHR）技术，通过对模拟星系的整个维里晕中气体持续强制细化至更小尺度，实现对模拟 CGM 更真实的物理建模。我们在 Tempest 模拟中研究了 EHR 的效应，这是一套基于 Enzo 的宇宙学 zoom 模拟，追踪一个 L* 星系的演化，在星系中心半径 100 共动 kpc 范围内分辨 500 共动 pc 的空间尺度。在其众多效应中，EHR（1）改变了 CGM 的热平衡，增加了冷气体含量并减少了温/热气体含量；（2）使冷气体结构维持更长时间；（3）使这些冷云能在逐渐更小的尺度上存在。在观测上，这导致整个 CGM 中 H I 等“低电离物”增加、O VI 等“高电离物”减少。这些 EHR 效应在 Tempest 模拟中尚未收敛，但外推这些趋势表明，现实中的 CGM 是一团由普遍存在的、微小、长寿命的冷云悬浮于处于晕维里温度的热介质中形成的雾。此外，我们探究了解释 EHR 产生上述效应的物理机制，提出其通过以下两方面起作用：（1）更好地采样 CGM 相分布，使相分布中较密、较冷尾部的失控冷却得以发生；（2）防止冷气体云与周围热晕人为混合并蒸发。在 Tempest 模拟中发现了两种 EHR 机制均发生的证据。
引用
@article{arxiv.1811.12410,
title = {The Impact of Enhanced Halo Resolution on the Simulated Circumgalactic Medium},
author = {Cameron B. Hummels and Britton D. Smith and Philip F. Hopkins and Brian W. O'Shea and Devin W. Silvia and Jessica K. Werk and Nicolas Lehner and John H. Wise and David C. Collins and Iryna S. Butsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.12410},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 13 figures, submitted to ApJ. Simulation movies available at http://chummels.org/tempest