星系环介质中冷气体的起源

星系环介质（CGM）中冷（$T \lesssim 10^4$ K）气体的存在已在观测和高分辨率模拟中得到确认，但其起源仍是一谜。可能的机制有来自星系际介质（IGM）的冷吸积、嵌入外流并从盘上被输运的团块、通过热不稳定性从热 CGM 相剥离的气体。本工作中，我们旨在刻画冷 CGM 气体的历史，以识别主星系不同演化阶段的主导起源通道。为此，我们在 SPH 宇宙学 zoom-in 模拟 Eris2k 的不同快照中追踪气体粒子。我们对冷气体进行反向追踪，从不同的红移开始，直至识别出该粒子的以下起源之一：冷流入、从盘抛出、原位冷却或从卫星剥离。我们也对星系不同组分（如盘和外流）中的气体进行正向追踪。我们发现两个时期之间存在明显转变。对于 $z>2$，CGM 中大部分冷气体（高达 80%）来自冷吸积流，因为星系正以“冷模式”从 IGM 吸积。在较低 $z$ 下，气体经过数次循环后原位冷却（其中 10-20% 的气体在外流中冷却），或直接由盘抛出（高达 30%）。外流对 $z<1$ 时冷 CGM 气体预算贡献重大，几乎 50% 的热气体在外流中冷却。最后，我们讨论 CGM 冷却的可能机制，表明具有 $t_{\rm cool}/t_{\rm ff}<1$（沉淀调节反馈）的热不稳定性气体在直至 $r\sim 100$ kpc 范围内丰沛，且对密度 $n>10^{-2}\,{\rm cm}^{-3}$ 冷却时间短于 50 Myr。