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以 GIBLE 为中心探索星际介质的云尺度模拟

星系天体物理 2026-03-02 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们对星际介质 (CGM) 中的约 kpc 尺度冷云进行模拟,使用来自对类似银沼系星系高度分辨率 cosmological magneto-hydrodynamical zoom-in 的初始条件。我们挑选了十个具有质量 mcloudm_{\rm{cloud}} \sim 104.5510^{4.5-5} M_\odot 的不同冷云,最初以质量分辨率为 mgasm_{\rm{gas}} \sim 200200 M_\odot 进行分辨。为进一步解析小尺度特征和物理现象,我们在随每粒云运动的球形区域内实施针对性细化方案,从而将当地质量分辨率提升约 1000 倍,达到 mgasm_{\rm{gas}} \sim 0.20.2 M_\odot(空间分辨率,rgas,cloudr_{\rm{gas,cloud}} \sim O(pc)O(\rm{pc}))。我们所选取的云具有多样化的性质,跨越广阔的参数空间,导致演化呈异质性。对于我们研究的云,辐射冷却是支配性物理过程,使其存活;磁场发挥的作用相对较小。这些云的运动不仅由减速的阻力决定,而且由与复杂背景速度场之间的动量交换产生的加速度支配,这会导致它们运动速度超过由初始速度决定的弹道抛射物速度。我们的结果表明,真实的 cosmological 初始条件的非平凡细节 —— Specifically 指的是复杂的密度、温度和速度场 —— 可能在后续云演化中发挥重要作用,而对现有大尺度模拟输出进行抽样可提供一种无需作主观假设的方法来捕获这些效应。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.23416,
  title  = {Zooming in on the circumgalactic medium with GIBLE: Cloud-scale simulations with cosmological initial conditions},
  author = {Rahul Ramesh and Dylan Nelson and Drummond Fielding and Marcus Brüggen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.23416},
  year   = {2026}
}

备注

Submitted to PASA; 13 pages, 7 figures (main draft)