恒星形成反馈对环星系介质的影响

我们利用理想化的三维流体动力学模拟研究了环星系介质（CGM）的动力学与热结构。我们的模拟量化了冷却、恒星反馈驱动的星系风以及宇宙气体吸积在决定质量范围从 $10^{11}$ 到 $10^{12}$ M$_\odot$ 的暗物质晕中 CGM 性质方面的作用。我们的模拟支持了这样一个概念图像：CGM 的性质及其控制的关键物理过程在临界暗物质晕质量 M$_{\rm crit} \approx 10^{11.5}$ M$_\odot$ 附近发生显著变化。与没有恒星反馈的计算一样，在 M$_{\rm crit}$ 以上，晕内气体由 virial shock 中产生的热压支撑。小半径处的热性质由热气体中 $t_{\rm cool}/t_{\rm ff}\lesssim10$ 时触发的反馈所调节。然而，在 M$_{\rm crit}$ 以下，不存在热支撑的晕，且 $t_{\rm cool}/t_{\rm ff}\sim10$ 处的自调节不再适用。相反，气体处于流体静力学平衡之外，并且主要由宇宙气体流入与流出星系风之间相互作用产生的体流（湍流和相干流入/流出）来抵抗重力支撑。在这些较低质量的暗物质晕中，相结构对流出气体的单位质量能量和质量加载极为敏感，这可能允许通过测量 CGM 的热状态来约束星系风的性质。我们的模拟解释了从类星体吸收线观测中推断出的多相晕气体的一些性质，包括在很宽的温度范围内存在显著质量，以及 OVI 和 CIV 的特征柱密度和运动学。然而，我们低估了 $z\sim0$ CGM 的中性氢含量。