FIRE 模拟中内圈环介质的热化及其对星系盘、恒星形成与反馈的启示
星系天体物理
2021-09-08 v2
摘要
我们利用 FIRE-2 宇宙学模拟研究在红移 0<z<5 的环星系介质（CGM）中准静态、维里温度气相的形成，以及该维里化相的形成如何影响星系盘的演化。我们证明当晕质量跨越 ~10^12 M_sun 时，内圈 CGM（~0.1 R_vir，其中 R_vir 为维里半径）中激波气体的冷却时间超过当地自由落体时间。内圈 CGM 随后经历从平均亚维里温度（T<<T_vir）、大压力涨落与超音速流入/流出速度，到维里温度（T~T_vir）、均匀压力与亚音速速度的过渡。该过渡发生于外圈 CGM（~0.5 R_vir）已为亚音速且温度 ~T_vir 之时，表明大半径处更长的冷却时间使得外圈 CGM 能在比内圈 CGM 更低的晕质量下维里化。这种由外而内的 CGM 维里化情景与基于更理想化模拟通常设想的由内而外情景相反。我们证明内圈 CGM 维里化与中央星系及其恒星反馈的突变相吻合：星系安定为稳定旋转盘，恒星形成从“爆发式”转为“稳态”，且恒星驱动的星系尺度外流受到抑制。因此我们的结果表明，CGM 维里化最初与旋转主导的薄星系盘的形成相关，而非如通常假设般与恒星形成的淬灭相关。
引用
@article{arxiv.2006.13976,
title = {Virialization of the inner CGM in the FIRE simulations and implications for galaxy discs, star formation and feedback},
author = {Jonathan Stern and Claude-André Faucher-Giguère and Drummond Fielding and Eliot Quataert and Zachary Hafen and Alexander B. Gurvich and Xiangcheng Ma and Lindsey Byrne and Kareem El-Badry and Daniel Anglés-Alcázar and T. K. Chan and Robert Feldmann and Dušan Kereš and Andrew Wetzel and Norman Murray and Philip F. Hopkins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.13976},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. Online versions of figures 13 and 15 are available at https://sites.northwestern.edu/jonathanstern/online-figures/