迈向逼真的模拟星系群与星系团族群

我们介绍一套新的大体积宇宙学流体动力学模拟，名为 cosmo-OWLS。它们是 OverWhelmingly Large Simulations (OWLS) 项目的扩展，旨在帮助提高我们对星系团天体物理学和非线性结构形成的理解，这些正是当前将星系团用作宇宙学探针时的主要系统误差来源。从 Planck 或 WMAP7 宇宙学中相同的初始条件出发，我们系统地改变最重要的“亚网格”物理过程，包括来自超新星和活动星系核 (AGN) 的反馈。通过生成合成观测并模仿观测分析技术，我们将模拟星系群与星系团的性质与广泛的观测数据进行比较，例如 X 射线光度和温度、气体质量占比、熵和密度轮廓、Sunyaev-Zel'dovich 流量、I 波段质光比、最亮团星系的主导度以及中心大质量黑洞 (BH) 质量。这些比较表明，某些 AGN 反馈模型能够产生逼真的星系群和星系团族群，在大约两个数量级的质量范围 ($10^{13} \lesssim M_{500} \lesssim 10^{15}~\textrm{M}_{\odot}$) 和 1.5 个数量级的半径范围 ($0.05 \lesssim r/r_{500} \lesssim 1.5$) 内，不仅广泛再现了中值趋势，还首次再现了物理性质的离散性。然而，在其他模型中，AGN 反馈过于剧烈（尽管它们再现了观测到的 BH 标度关系），这意味着需要对模型进行校准。逼真模拟群与团族群以及涵盖观测范围的模型的产生，为创建合成巡天以辅助星系团巡天的天体物理和宇宙学解释以及量化选择效应的影响打开了大门。