放大星系周介质：利用 GIBLE 宇宙学模拟解析小尺度气体结构

我们介绍 GIBLE 计划(Project GIBLE, Gas Is Better resoLved around galaxiEs)，一套宇宙学 zoom-in 模拟，其中星系周介质(CGM)中的气体以超高数值分辨率优先模拟。我们的初始样本由八个星系组成，均选自 TNG50 模拟中 $z=0$ 时类银河系星系。使用与 IllustrisTNG 相同的星系形成模型和移动网格代码 AREPO，我们对这八个星系重新模拟，保持相当于 TNG50-2 的分辨率($m_{\rm{gas}}$ $\sim$ $8 \times 10^5 {\rm M}_{\odot}$)。然而，我们采用超拉格朗日加密方案更精细地解析这些星系周围 CGM 中的气体。我们的最高分辨率运行实现了 512 倍更好的质量分辨率($\sim$ $10^3 {\rm M}_{\odot}$)。这对应于在 $0.15~R_{\rm{200,c}}$ 处约 $\sim$ $75$ pc 的中位空间分辨率，并随距离增大而变粗，在维里半径处为 $\sim$ $700$ pc。我们对多相 CGM 气体的几种观测示踪物：HI、MgII、CIV 和 OVII 的覆盖分数作出预测。随后我们研究改进分辨率对小尺度结构的影响。虽然最小冷致密气体云丰度随分辨率提高持续增加，但大质量云数目已良好收敛。最后我们通过速度结构函数和密度场的自相关函数量化小尺度结构，评估其分辨率依赖性。GIBLE 宇宙学流体动力学模拟使我们能以计算高效的方式提高分辨率，从而实现部分关键 CGM 气体属性与观测量的数值收敛。