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星系形成模拟中恒星反馈对IMF平均化与IMF抽样之敏感性

星系天体物理 2021-04-22 v2

摘要

星系形成模拟频繁使用初始质量函数(IMF)平均化的反馈方案,其中恒星粒子被假定代表完全抽样IMF的单星族。该近似在高质量分辨率下失效,此时恒星星族的随机变化变得重要。我们讨论各种用从IMF显式抽样的恒星质量填充恒星粒子的方案。我们使用蒙特卡洛数值实验检验这些方案在质量守恒下无偏重现输入IMF的能力。我们给出偏好的方案,其可轻易加入已有的恒星形成方案。然后我们进行一系列具有高分辨率孤立矮星系的超新星、光致电离与光电加热模拟,以比较使用IMF平均化反馈与显式抽样IMF的差异。我们发现若超新星是唯一的反馈形式,从IMF平均化速率触发单个超新星与IMF抽样给出相同结果。然而,我们发现当使用IMF平均化速率时,光致电离在调节恒星形成上更有效,产生更多、更小的H II区,而非IMF抽样产生的稀少、明亮源。我们注意到IMF平均化反馈相对IMF抽样增加的效率未必是普遍趋势,并可能依反馈通道、分辨率及其他细节而反转。然而,IMF抽样总是更具物理动机的方法。我们保守建议,对于质量小于500M\sim500\,\mathrm{M_\odot}的恒星粒子应使用它。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.10533,
  title  = {The sensitivity of stellar feedback to IMF averaging versus IMF sampling in galaxy formation simulations},
  author = {Matthew C. Smith},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.10533},
  year   = {2021}
}

备注

23 pages, 14 figures, published MNRAS. Minor alterations to reflect published version