IllustrisTNG 中电离金属的大尺度分布

我们在IllustrisTNG磁流体动力学宇宙学模拟中研究了七种电离金属的内禀大尺度分布与演化。我们关注从$z=6$到$z=0$期间，C\,\textsc{ii}、C\,\textsc{iv}、Mg\,\textsc{ii}、N\,\textsc{v}、Ne\,\textsc{viii}、O\,\textsc{vi}和Si\,\textsc{iv}在不同宇宙网结构（纤维、暗晕和空洞）与气体相（温-热星系际介质WHIM、热气体、弥漫气体和凝聚气体）中的比例。我们的分析为宇宙时间内重子分布与演化的研究提供了新视角，同时为众所周知的失踪重子问题提供了新线索。此处宇宙网组分利用本地共动暗物质密度识别，这提供了一种简单而有效的大尺度重子制图方法。我们的结果表明，C\,\textsc{ii}和Mg\,\textsc{ii}主要位于高密、低温恒星形成区暗晕内的凝聚气体中（$\rho_{\rm gas}/\bar{\rho}_{\rm bar}\gtrsim10^3$，且${\rm T}\lesssim10^{5}$~K）。C\,\textsc{iv}和Si\,\textsc{iv}在宇宙时间内于暗晕和纤维中的质量分数演化相似。特别地，它们在暗晕凝聚相（$\rho_{\rm gas}/\bar{\rho}_{\rm bar}\gtrsim10^3$，且${\rm T}\lesssim10^{5}$~K）中的质量预算由气体冷却和恒星形成驱动，在$z\sim2$处达到峰值。最后，我们的结果确认O\,\textsc{vi}、Ne\,\textsc{viii}和N\,\textsc{v}是低红移处温/热且低密度气体（$\rho_{\rm gas}/\bar{\rho}_{\rm bar}\lesssim10^3$，且${\rm T}\gtrsim10^{5}$~K）的良好示踪体，这些区域可能包含了本地宇宙中大部分失踪重子。