Effects of Supernova Feedback on the Formation of Galaxy Disks
我们利用宇宙学模拟研究了超新星反馈对维里质量约为10^12 M_sun/h的银河系型星系形成的影响。我们分析了一组模拟运行的代码所描述的Scannapieco等。(2005年,2006年),在那里我们已经测试了我们的恒星形成和反馈处方使用孤立的星系模型。在这里,我们通过模拟星系在其适当的宇宙学框架中的形成来扩展这项工作,重点是该模型在旋转支持下形成盘状结构的能力。我们发现SN反馈在模拟星系的演化中起着重要的作用,有效地调节恒星形成活动,加压气体和产生质量加载的星系风。这些过程会影响几个星系的性质,如最终恒星质量,形态,角动量,化学性质,最终气体和重子分数。特别是,我们发现,我们的模型是能够再现扩展磁盘组件具有高比角动量和一个显着的部分年轻恒星。星系也被发现有重要的球状体,几乎完全由早期形成的恒星组成。我们发现,大多数的输入参数的组合产生盘状组件,虽然具有不同的大小和厚度,表明代码可以形成磁盘,而无需微调实现的物理。我们还展示了我们的模型如何扩展到更小的系统。通过分析维里质量为10^9 M_sun/h和10^10 M_sun/h的模拟,我们发现星系越小,SN反馈效应越强。
2008-07-24 astro-ph
Maximum Feedback and Dark Matter Profiles of Dwarf Galaxies
观测到的暗物质占主导地位的矮星系的自转曲线表明,低密度的核心,相反的CDM模型的预测。这个问题的一个可能的解决方案涉及恒星反馈。由恒星形成所驱动的强烈重子风可以带走很大一部分气体,导致暗物质膨胀。我们探讨的最大效果的反馈与气体盘的瞬时去除。能量输入取决于圆盘的紧密度,因此也就取决于圆盘的比角动量。对于合理的宇宙学参数和大范围的圆盘角动量,反馈不足以破坏中心晕尖,而内部密度仅降低了2至6倍。任何真实的反馈模型对暗物质的影响都更小。我们发现没有恒星形成效应可以解决CDM尖点问题。
2002-01-28 astro-ph
Radiation Feedback in Hot Accretion-Disk Corona Models
我们提出了一个详细的研究的光致电离和康普顿化的线和连续辐射从一个冷的吸积盘薄,温暖,光致电离过渡层的框架内的自洽吸积盘日冕模型的银河系黑洞候选人的可观察到的效果。我们使用一个迭代的方法来处理过渡层和热日冕之间的非线性辐射反馈数值使用蒙特卡罗康普顿化代码结合光电离和线传输代码XSTAR。在自洽吸积盘电晕系统的能量的理由允许的参数空间的子集进行了探索,检查发射线和/或吸收边的出现,特别强调的光谱范围$E \lesssim 1$千电子伏,这些功能可能成为可观察的AXAF卫星的出现。将我们的模型计算与GX~339-4的宽带光谱进行比较,我们发现与观测到的光谱特征很好地吻合,并讨论了未来在较低能量下对预测特征的检测如何用于约束参数。
1998-08-18 astro-ph
The impact of radio feedback from active galactic nuclei in cosmological simulations: Formation of disk galaxies
在本文中,我们提出了一种新的在星系形成的宇宙学模拟中实现活动星系核(AGN)反馈的方法。我们假设活动星系核产生的喷流能量的一部分作为热能传递给周围的气体。结合质量吸积到黑洞与恒星形成气体的多相描述的理论模型,我们自洽地遵循两个星系和它们的中央黑洞的演化。在我们的模型中的新颖之处是,我们考虑两种不同的吸积模式:标准的辐射有效的薄吸积盘和辐射效率低下的吸积流,我们将一般称为RIAF的理论模型的动机在吸积盘的喷气生产,我们假设只有RIAF是负责AGN的反馈。我们发现,爆炸恒星形成的初始插曲后,吸积率到中央黑洞下降,使吸积盘切换到RIAF结构。在这一点上,来自活动星系核的反馈变得有效,并稍微抑制了星系盘中的恒星形成,几乎完全停止了凸起中的恒星形成。因此,核心成为一个随机燃料的低光度活动星系(塞弗特星系)与周期性的短寿命发作后,恒星爆发。我们的模型预测了低光度活动星系核的一些性质,包括辐射光度、喷流功率、射电喷流对kpc尺度的影响以及活动星系核的寿命,这些结果与Seyfert星系及其射电活动的观测结果基本一致。我们还发现,无论超新星反馈或活动星系核反馈的强度如何,中心黑洞与宿主球体在z = 0处的质量比都约为10^{-3}。(节略)
2007-12-19 astro-ph
CDM, Feedback and the Hubble Sequence
我们在标准LCDM宇宙学中对星系形成进行了TreeSPH模拟,包括恒星形成的影响、高能恒星反馈过程和元银河系紫外场,并获得了盘状星系、透镜状星系和椭圆星系的混合体。盘状星系的角动量不足,与观测到的盘状星系相比,只有大约2倍。恒星盘具有近似指数的表面密度分布,而凸起的表面密度分布从指数到r^{1/4}不等。盘状星系的膨胀盘比与观测结果一致,同样是他们的综合B-V色,这已经使用恒星星族合成技术计算。此外,只要盘星系的质光比(M/L_I)约为0.8,我们就能匹配观测到的I波段Tully-Fisher(TF)关系。椭圆星系和椭圆星系的表面密度分布近似为r^{1/4},主要是由非盘状运动学所控制,并且由于非各向同性的恒星速度分布而变平,这也与观测结果一致。
2002-06-26 astro-ph
Star Formation, Supernovae Feedback and the Angular Momentum Problem in Numerical CDM Cosmogony: Half Way There?
我们提出了一个平滑粒子流体动力学(SPH)模拟,再现了一个星系,这是一个温和的传真观察。以前的磁盘形成,即过度运输的角动量从气体到暗物质的模拟的主要失败点,是改善列入超新星反馈算法,允许能量持续在模型ISM的一段时间对应的恒星协会的寿命。包含反馈导致一个红移为$z=0.52$的圆盘,其特定的角动量含量在符合观测所需值的10%以内。一个指数拟合的磁盘重子表面密度给出的标度长度在17%的理论值。没有反馈的引力波,无论有没有恒星形成,都表现出在其他地方观察到的剧烈的角动量传输。
2001-06-04 astro-ph
Consequences of feedback from early supernovae for disk assembly
在这封信中,我们将研究第一颗超新星在原星系中的作用,它们在反馈中的作用以及对盘组装的影响。扩展Dekel和Silk(1986)提出的图像,我们认为高能超新星风可以以不同程度的效率从所有原星系中驱逐重子。因此,保留下来的重子的分数,因此可以组装成重子盘,是晕的中心速度色散的函数。这种重子分量与暗晕的耦合导致了以下有趣的结果,预测塔利-费舍尔关系的零点的弱标度,或者替代地,质光比与晕的中心速度色散。在应用到银河系晕的情况下,这种反馈机制意味着:(i)银河系晕失去了大约10%的原始气体含量;(ii)在推断的红移的形成$z_f$的范围,和本地重子分数$f_b$的银河系,取决于初始自旋参数的晕。我们发现,对于低自旋晕- $z_f < 1$,$f_b \sim 2%$ ;对于中自旋晕- $z_f \sim 1 - 2.5$,$f_b \sim 5%$ ;对于高自旋晕- $z_f \sim 4 - 8$,$f_b \sim 20%$。观测确定的银河系中最古老的盘星的年龄似乎排除了自旋参数的低值。考虑到在N体模拟中获得的晕的自旋分布的形状,虽然自旋参数的高值不是很可能,但有趣的是注意到,如果银河系晕确实是这种情况,那么反馈过程可以导致局部重子分数与普适值显着不同。
1998-12-11 astro-ph
Formation of disk galaxies: feedback and the angular momentum problem
当只包括冷却过程,光滑粒子流体动力学模拟的星系形成在一个冷暗物质层次聚类的情况下,始终产生崩溃的对象是缺乏角动量的一个因素约25相对于所观察到的螺旋星系盘。人们普遍希望,对恒星形成反馈效应的适当考虑将解决这一矛盾。我们探讨和比较的影响,包括两种不同类型的反馈事件:整个宇宙的均匀再加热到5e 5 K的红移z~6,和气体喷出的前星系气体云相当于今天的矮星系在一个稍微低的红移。我们发现,吹出比早期再加热更成功,它甚至可能足以解决角动量问题。我们看到的迹象表明,剩余的角动量赤字(在吹出模型的一个因素5)是由于目前的限制,在我们和其他作者的工作中使用的数值方法(SPH)。我们最成功的模型之所以与众不同,是因为大部分气体是从周围的热相以冷却流的形式非常缓慢地吸积的,而不是通过大量冷团的合并。
1999-01-18 astro-ph
Density waves in the shearing sheet V. Feedback cycle for swing amplification by non-linear effects
研究了恒星剪切片动力学演化中的非线性效应。首先,迄今被忽视的非线性的玻尔兹曼方程的动态演化的剪切片的影响进行了研究。使用以前开发的线性化玻尔兹曼方程的基础上的形式主义,它表明,列入非线性项导致摆动放大密度波在无界剪切片的反馈周期。这样的反馈对于星盘是唯一的,对于气体盘是未知的。为了呈现非线性反馈循环的具体例子,开发了SCF代码,并对剪切片材的动态演化进行了数值模拟。数值结果似乎证实了理论预测。剪切片的演化非常相似,实际上可以解释在大规模数值模拟星系盘动力学演化中发现的周期性螺旋不稳定性。
2005-08-18 astro-ph
Near-infrared observations of galaxies in Pisces-Perseus: III. Global scaling relations of disks and bulges
我们确定了一个样本的40个旋涡星系的膨胀和磁盘的类似于椭圆星系的基本平面的标度关系的参数。为此,我们从近红外H波段图像中获得结构参数(scalelands和表面亮度),并从旋光曲线中获得运动学参数(旋转速度)。在磁盘的情况下,我们测试的准确性推导出的关系作为一个距离指标,通过比较其分散的H波段塔利-费舍尔关系相同的样本,并发现,后者达到的准确性略高(分散是19%对23%,这个样本)。据推测,差异是由于更强大的字符的全球参数,而不是那些与磁盘的内部部分。它还apperas(a)无论是恒星的质量与光比的凸起和磁盘的组件的大小增加,或(b)凸起和磁盘的相对贡献的整体旋转的星系(因此,其总质量)变得越来越小,随着规模的增加。
1999-05-06 astro-ph
Implementing Feedback in Simulations of Galaxy Formation: A Survey of Methods
我们提出了一个详细的调查不同的方法来模拟反馈的星系形成。使用平滑粒子流体动力学(SPH)的气体动力学的评估,而恒星形成和超新星反馈包括使用一个三参数模型,确定恒星形成率归一化,反馈能量和反馈区域的寿命。恒星形成率计算使用拉格朗日施密特定律的所有气体粒子,满足温度,密度和收敛流标准。反馈作为ISM的热加热被并入。我们比较了将这种能量分布在平滑尺度上或将其沉积在单个粒子上的效果。通过调整辐射冷却中使用的密度,防止了加热粒子的辐射损失。我们测试模型的形成星系的宇宙学初始条件,也孤立的银河系和矮星系。极端强烈的反馈是必要的,以产生一个气体盘的角动量远程接近所观察到的盘星系。这是sCDM模型中暗晕极端集中的结果,以及核心晕角动量传输机制的普遍性。我们强调,在分层模拟中形成的磁盘部分是作为一个高效的“支持”机制的模拟的最小质量规模所产生的数值工件。盘的形成受到SPH中致密区域处理的强烈影响,这与表示分层形成过程的困难一起,意味着星系形成的真实模拟需要比目前使用的高得多的分辨率。
2000-01-15 astro-ph
Feedback from supercritical disk accretion flows; Two-dimensional radiation-hydrodynamic simulations of stable and unstable disks with radiatively driven outflows
基于二维辐射流体动力学模拟,研究了具有辐射驱动外流的超临界盘吸积流,其质量输入率为$\dot{M}_{\rm input}$,即单位时间内从外部区域向盘提供的质量.粘度采用$α$ -处方。我们使用$α=0.5$,以及$α=0.1$用于$\dot{M}_{\rm input}\ge 3\times 10^2L_{\rm E}/c^2$和仅$α=0.5$用于$\dot{M}_{\rm input}\le 10^2L_{\rm E}/c^2$,其中$L_{\rm E}$是爱丁顿光度,$c$是光速。当质量输入速率大大超过临界速率$\dot{M}_{\rm input}>3\times 10^2 L_{\rm E}/c^2$时,准定常盘和辐射驱动外流形成。然后,盘光度以及流出的动能输出率超过爱丁顿光度。中度超临界盘,$\dot{M}_{\rm input}\sim 10-10^2 L_{\rm E}/c^2$,表现出极限环振荡。盘状光度在爱丁顿光度区上下波动,辐射驱动的外流间歇性出现。随着质量输入率的增加,时间平均的质量、动量和动能输出率以及盘的光度都增加,$α=0.5$的为$\propto \dot{M}_{\rm input}^{0.7-1.0}$,$α=0.1$的为$\propto \dot{M}_{\rm input}^{0.4-0.6}$.我们的数值模拟表明,当$\dot{M}_{…
2007-03-06 astro-ph
Galactic Bulges from HST NICMOS Observations: Global Scaling Relations
我们调查膨胀和磁盘的比例关系使用体积校正的样本早期到中期型盘星系,其中,重要的是,从额外的核组件的偏置通量已建模和删除。结构参数是从一个看到卷积,凸起+磁盘+核组件分解适用于近红外表面亮度分布跨越~10 pc的外盘。膨胀和磁盘的参数,和膨胀磁盘的比率,作为一个函数的膨胀光度,磁盘光度,星系中心速度色散,和星系哈勃类型进行了分析。给出了较强关系的数学表达式,可用于检验和约束星系形成模型。光度参数的凸起和磁盘的观测与凸起光度和中心速度色散。相比之下,对于样本所涵盖的无棒,早期到中期类型,哈勃类型与凸起和磁盘组件无关,也没有它们的各种比例。在这个意义上,早期到中期的螺旋哈勃序列是无标度的。然而,星系本身并不是无标度的,临界标度是球核的光度。膨胀光度影响盘的参数,如中心表面亮度变暗,尺度长度变大,与膨胀光度。缺乏显着的相关性之间的鼓包参数(大小,光度或密度)的磁盘光度,仍然是一个挑战的长期演化模型的鼓包增长。
2007-05-05 astro-ph
A high spatial resolution X-ray and H-alpha study of hot gas in the halos of star-forming disk galaxies. II. Quantifying supernova feedback
我们调查的经验性质的热X射线发射气体在一个样本的7个星暴和3个正常的边缘上的螺旋星系(一个样本,其中涵盖了整个范围内的恒星形成的强度发现在盘星系)的大小,质量,恒星形成率和恒星形成强度在宿主星系。有趣的是,正常螺旋星系(无论是在它们的盘还是晕中)的扩散X射线特性落在了从具有超级风的星暴星系的趋势推断出来的地方。我们证明了在盘和晕中弥散X射线发射的光度与来自大质量恒星的机械能反馈率成正比。然而,只有三个非星爆正常的螺旋星系,很难排除吸积为基础的起源外平面弥漫X射线发射周围正常的恒星形成星系。较大的星系有更多延伸的X射线发射晕,但星系质量似乎在决定盘或平面外X射线发射等离子体的性质方面没有作用。这些光度和大小相关性的结合导致了漫射X射线发射的表面亮度与星盘中单位面积的平均恒星形成率(L_FIR/D_25 ^2)之间的相关性。我们认为,关键的空间区域周围的星系,控制气体是否在恒星爆发驱动的超级风将逃逸到IGM不是外晕~100千秒差距的主机星系,但内部的几个晕标度的高度,在~20千秒差距的星系平面。考虑到我们观测到的气体晕的性质,从质量为M ~ 10^10 - 10^11 M太阳的盘星系中流出的超级风应该仍然会将它们的一部分物质喷射到IGM中。(摘要删节)
2004-01-27 astro-ph
Angular Momentum Transport in Accretion Disks: Scaling Laws in MRI-driven Turbulence
我们提出了一个标度律,预测的数值模拟饱和MRI驱动的湍流在非分层剪切盒中获得的应力值。它涉及的湍流应力的强度的垂直磁场,声速,垂直尺寸的盒子,和数值分辨率,并准确地预测了35个数值模拟的结果进行了各种各样的物理条件。我们使用我们的结果表明,饱和应力与零净磁通量的模拟线性依赖于数值分辨率,将成为可以忽略不计,如果分辨率设置为等于自然耗散尺度在天体物理磁盘。我们得出的结论是,为了使MRI驱动的湍流角动量输运能够解释观测推断的有效α粘度的大值,磁盘必须被一个显着的垂直磁场穿过,并且湍流磁能必须接近均分与热能。这一结果对吸积盘的光谱及其稳定性具有重要意义。
2007-08-20 astro-ph
The Cosmological Origin of Disk Galaxy Scaling Laws
我们讨论了可能的起源的尺度律的背景下的层次聚类理论的星系形成的盘星系的结构特性。使用气体动力学模拟,将恒星形成的影响,我们说明了这些全球性的趋势,并强调所面临的困难,设想盘星系合并事件的分层序列的最终结果的模型。特别是,我们专注于Tully-Fisher关系的宇宙学起源,并认为,这种总光度和旋转速度的盘星系之间的相关性是一个自然的结果,近似无标度的形成过程中,他们居住的大规模晕。虽然塔利-费舍尔关系的斜率和散射可以很容易地在分层形成的场景中重现,但观察到的关系零点与冷暗物质宇宙中星系形成的模拟不一致,这一困难可以追溯到在这个宇宙演化中形成的暗晕的高中心质量浓度。这一结果表明,可能需要对新的“标准”结构形成模型($Λ$ CDM)进行实质性修订,以适应对单个盘星系尺度的观测。
1999-11-01 astro-ph
Galaxy Formation: CDM, Feedback and the Hubble Sequence
TreeSPH模拟的星系形成在LCDM宇宙学,恒星形成,充满活力的恒星反馈和一个元星系的紫外线场已被执行,导致现实的磁盘,S 0和E星系在z=0。盘状星系的角动量不足,与早期原星系云中相当强烈的恒星爆发导致剩余气体“吹走”的观测结果相比,只有大约两倍。恒星盘的表面密度分布近似为指数分布,而凸起的表面密度分布则在指数到r^(1/4)之间。B/D比和综合B-V颜色与观测结果一致。所观测到的I带TF关系可以与M/L_I ~ 0.8相匹配,与最近的测定结果相当一致。(E/S 0)s具有近似r^(1/4)的轮廓,非盘状运动学,并且由于非各向同性的恒星速度分布而变得平坦。我们预测热晕气体冷却和吸积到银河系盘在0.5-1兆太阳/年在z=0,符合上限从FUSE观测O VI。我们分析了两个银河系大小的星系,发现吸积率和X射线晕光度,在z=1时比z=0时大6-7倍。气体注入量随时间几乎呈指数下降,支持化学演化模型中经常使用的近似值。下落的时间尺度与用来解决“G-矮星问题”的时间尺度相当。一个圆盘形成“由内向外”,另一个形成“由外向内”。对于这两者,外围恒星的平均年龄与M31的发现一致。盘状星系晕中的热气量与观测上限一致,球状星团M53和大麦哲伦星云中的双星的色散测量也是如此,它们被“插入”在盘状星系晕中。
2003-10-15 astro-ph
We used fully cosmological, high resolution N-body + SPH simulations to follow the formation of disk galaxies with rotational velocities between 135 and 270 km/sec in a Lambda CDM universe. The simulations include gas cooling, star formation, the effects of a uniform UV background and a physically motivated description of feedback from supernovae. The host dark matter halos have a spin and last major merger redshift typical of galaxy sized halos as measured in recent large scale N--Body simulations. The simulated galaxies form rotationally supported disks with realistic exponential scale lengt…
2006-11-12 astro-ph
Baroclinic Vorticity Production in Protoplanetary Disks; Part II: Vortex Growth and Longevity
利用二维非弹性气体模型,包括斜压涡度产生和辐射冷却,对影响对流稳定原行星盘中涡旋增长的因素进行了数值模拟。斜压反馈,其中异常的温度梯度产生涡度通过斜压项和涡,然后加强这些温度梯度,被认为是一个重要的过程中的磁盘中的涡的增长率。加强斜压反馈的因素包括快速的辐射冷却、高的热扩散和背景温度中大的径向温度梯度。当斜压反馈足够强时,反气旋涡旋从初始随机扰动形成,并在模拟期间保持其强度,超过600个轨道周期。基于这两个模拟和一个简单的涡模型,我们发现,由于一个单一的涡的局部角动量输运可能是向内或向外,取决于它的方向。全球角动量输运随时间变化很大,有时为负,有时为正。这个结果是一个滞弹性气体模型,不包括冲击,可能会影响角动量输运在可压缩气体磁盘。
2006-12-05 astro-ph
Bulge Formation by the Coalescence of Giant Clumps in Primordial Disk Galaxies
早期宇宙中富含气体的盘是高度动荡的,有巨大的恒星形成团块。模型表明,这些团块是由引力不稳定性形成的,如果它们抵抗恒星形成的破坏,那么它们就会相互作用,失去角动量,并迁移到中心形成一个凸起。在这里,我们研究的性质,由这种机制形成的凸起。它们都很厚,旋转缓慢,并且具有高的Sersic指数,就像经典的凸起一样。它们的快速形成也应该使它们具有相对较高的α元素丰度。我们考虑了14个低分辨率模型和4个高分辨率模型,其中3个有超新星反馈。所有的模型都有一个活跃的晕,恒星盘和气体盘,三个模型有一个预先存在的隆起和其他三个有一个尖状的暗物质晕。除了反馈最高的那一个之外,所有的结果都是相同的,在这个结果中,团块被迅速破坏,圆盘变得太厚。星系中心的大质量盘团的合并就像轨道混合的主要合并。它的不同之处在于留下了一个没有特定暗物质成分的隆起,不像单个星系的合并。正常的超新星反馈几乎没有影响,因为气体中的高湍流速度产生了紧密结合的团块。各种间接的观测结果都支持这个模型,包括在高红移时有年轻凸起的星云盘,以及有相对较少暗物质的凸起。
2008-08-05 astro-ph
Modelling the formation and evolution of disk galaxies
受到最近关于盘星系反馈(Efstathiou 2000,Silk 2003)和模拟气晕角动量分布(Sharma and Steinmetz 2005)的研究的启发,发展了一个盘星系形成和演化的全动力学模型。这是用来演示如何观察到的星系系统可以从类似于模拟中发现的晕形成,并应用物理动机的恒星形成和反馈模型,以探索这些过程的真实性质是否会体现在本地和宇宙学观测。这是通过与最初由达勒姆大学的研究小组开发的星系形成模型(Cole et al. 2000)的计算集成而实现的。
2007-12-05 astro-ph
Formation of Galactic Disks
我们回顾了在标准宇宙演化情景中星系盘形成的研究进展,包括重子和暗物质的引力成团以及重子的耗散坍缩。如果星系盘保留了潮汐力矩所获得的大部分特定角动量,那么这种情况就可以很好地解释星系盘的观测特性。早期的模拟,包括气体的冷却,但不包括恒星的形成和相关的反馈,相反,表明重子的大部分角动量将转移到暗物质。最近的模拟表明,这个角动量问题可以部分解决,在某些情况下,完全通过反馈和其他效果。
2002-03-27 astro-ph
Cosmological Simulations of Galaxy Formation II: Matching the Observational Properties of Disk Galaxies
我们使用完全宇宙学的,高分辨率的N体+ SPH模拟遵循的形成盘星系的旋转速度在140和280公里/秒之间的Lambda CDM宇宙。这些模拟包括气体冷却、恒星形成、均匀紫外背景的影响以及对超新星反馈的物理动机描述。根据最近的大规模N体模拟测量,宿主暗物质晕具有典型的星系大小晕的旋转和最后一次重大合并红移。Galerkin形成了具有实际指数尺度长度的旋转支撑盘,并落在I带和重子Tully Fisher关系上。紫外背景和SN反馈的结合大大减少了在银河系大小的光环内轨道运行的可见卫星的数量,使其与观测结果相当一致。反馈延迟SF在小星系和更大的包含老恒星星族的大星系。目前的恒星形成率作为星系恒星质量的函数与SDSS测量的结果非常一致。
2005-10-31 astro-ph
Disk Galaxies as Cosmological Benchmarks: Cold Dark Matter versus Modified Newtonian Dynamics
我们讨论了在由冷暗物质(CDM)主导的宇宙和由修正的牛顿动力学(MOND)给出的力定律中形成盘星系的模型的比较。我们的主要目的是解决McGaugh和de Blok提出的CDM存在严重的微调问题的问题,这些问题在MOND下被规避。正如我们所示,CDM确实需要一定量的反馈效率的调整,以获得塔利-费舍尔关系(TFR)的陡峭观察。然而,同样的模型与各种各样的额外观察结果非常一致。因此,所需的适度反馈量不应被视为微调问题。相反,它的要求应被认为是一个通用的预测CDM,这可能是测试与未来的观察和反馈过程的详细建模。我们还表明,在MOND宇宙中的星系形成不能同时再现TFR和缺乏高表面亮度的矮星系。因此,我们得出结论,CDM是比MOND更可行的盘星系形成理论。
2000-07-10 astro-ph
How Do Disks Survive Mergers?
我们开发了一个物理模型,星系盘如何生存和/或被摧毁的相互作用。基于动力学参数,我们表明气体主要损失角动量的内部转矩合并。在某些特征半径内的气体(轨道参数、质量比和合并星系的气体分数的函数),将很快失去角动量,落入中心,并在星暴中被消耗。类似的分析预测了恒星盘的剧烈弛豫在哪里是有效的。我们的模型使我们能够预测恒星和气体的内容,将生存重新形成一个磁盘的残余,而不是被猛烈放松或有助于星暴。我们在流体动力学模拟中对此进行了测试,并发现作为质量比,轨道参数和气体分数的函数的良好协议,在模拟中跨越了广泛的这些属性和其他属性,包括气体物理和反馈的不同处方。在直接的意义上,重新形成的盘的数量可以根据众所周知的引力物理学来理解,独立于ISM气体物理学或反馈的细节。这使我们能够明确量化的要求,这种反馈(间接)使磁盘的生存,通过改变合并前的气体含量和分布。盘破坏的效率是气体含量的强函数:我们展示了如何以及为什么足够富含气体的主要合并可以在一般条件下产生具有小凸起的系统(B/T<0.2)。我们提供处方列入我们的结果在半解析模型。
2008-10-27 astro-ph
A Merger-Driven Scenario for Cosmological Disk Galaxy Formation
LCDM宇宙学的强烈等级性质给盘星系的形成带来了严重的困难。为了解决这些问题,我们描述了一个新的、由合并驱动的关于盘星系在高红移下宇宙学形成的方案,它补充了基于耗散坍缩的标准模型,在这个方案中,大的气体盘可能是由气体主导的系统的大角动量合并产生的,即在合并的高度,M_gas/(M_gas +M_star > 0.5)。星际介质的多相结构产生的压力阻止了气体在合并过程中完全转化为恒星,如果有足够的气体残留下来形成一个盘状星系,那么残留物最终就像一个盘状星系。我们进行星系合并的数值模拟,研究超新星反馈强度,超大质量黑洞的增长和反馈,祖气体分数,合并质量比,和轨道几何形状如何影响残余盘的形成。我们发现,磁盘可以建立角动量通过合并和合并残余物中的重子的旋转支持的程度主要是与恒星形成相关的反馈过程。以天然气为主的残余物仅限于在最终聚结时以天然气为主的合并中形成,而以天然气为主的合并通常需要极端的原始气体分数(>80%)。我们还表明,形成的旋转支持恒星系统的合并并不限于理想化的轨道,或主要或次要的合并。我们认为,分层性质的LCDM宇宙学和星际气体的物理学可能会共同作用,形成螺旋星系通过早期,气体为主的合并建立磁盘的角动量。
2006-03-23 astro-ph
Properties of Galactic Outflows: Measurements of the Feedback from Star Formation
在矮星系中的恒星爆发驱动的外流的性质进行了比较,在更大的星系。在银河系旋转速度的大约10倍以上,超壳层被证明可以将温暖的电离气体以恒星形成速率的几倍的速率从盘中提升出来。与盘相反,逃离星系势的质量量确实取决于星系质量。最热的扩展\x辐射的温度在$\sim 10^{6.7}$ K附近几乎没有变化,并且这种气体具有足够的能量以小于约130 km/s的旋转速度逃离星系。
1998-10-15 astro-ph
The entropy distribution in clusters: evidence of feedback?
最近的研究表明,在大半径下,团内介质的熵随温度的变化偏离了自相似标度。使用N-体/流体动力学模拟的LCDM宇宙学,我们表明,这种偏差是证据,反馈过程是重要的,在集群中产生过剩熵。虽然辐射冷却增加了星团内气体的熵,导致与星团中心数据的良好匹配,但它产生了更接近于较大半径下自相似标度的熵-温度关系。一个模型,包括来自星系的反馈,但是,不仅稳定的冷却速率在模拟中,但能够再现观察到的缩放行为都在集群核心和大半径。反馈改变了团簇中的熵分布,这是因为它增加了从质量减小的晕中排出气体的能力。正如我们的模拟所建议的那样,所需的反馈强度与超新星能量学是一致的,只要大部分能量到达低密度区域,并且最初包含在小质量的气体中。
2003-11-10 astro-ph
Dark Halo and Disk Galaxy Scaling Laws in Hierarchical Universes
我们使用宇宙学的N体/气体动力学模拟,包括恒星的形成和反馈检查的建议,总光度,旋转速度和角动量的盘星系之间的标度律反映了类似的结构参数之间的相关性,其周围的暗物质晕。数值实验遵循两个冷暗物质主导的宇宙中星系大小的晕的形成:标准的欧米茄=1 CDM方案和目前流行的LCDM模型。我们发现,I-波段塔利-费舍尔关系的斜率和散射很好地再现在模拟中,虽然不是,在最近的工作中提出的,作为一个结果的晕质量和圆速度之间的宇宙学等价性:大系统的变化,在我们的数值实验中观察到的比例重子坍缩形成星系和晕和磁盘的圆速度之间的比率。Tully-Fisher斜率和散射恢复在这个模型中作为一个直接的结果的动态响应的晕的星系的发光组件的组装。我们的结论是,模型忽略了磁盘的自重及其对晕的详细结构的影响,不能用来获得有意义的估计的塔利-费舍尔关系的散射或斜率。然而,我们的模型无法与塔利-费希尔关系的零点相匹配,也无法与连接圆盘旋转速度和角动量的关系的零点相匹配。这些失败可以分别追溯到我们所探索的冷暗物质宇宙起源中形成的暗晕的过度集中,以及作为一系列合并事件的最终结果的星系盘的形成。(节略)
2000-01-04 astro-ph
Scaling Laws in Self-Gravitating Disks
星际介质(ISM)在各个尺度上都表现出强烈的非均匀结构。这些结构看起来并不完全随机,因为它们遵循一定的幂律。拉森定律(\citeyear{Larson81})$σ\propto R^δ$和维里平衡的合理假设证明了分形是ISM的一种可能的描述。接下来我们研究了自引力、微分自转和耗散对星系中物质分布的影响。为此,我们已经进行了3D模拟嵌入在一个更大的磁盘的自引力本地盒,扩展Toomre和Kalnajs(\citeyear{Toomre91})和智慧和Tremaine(\citeyear{Wisdom88})的2D方法。我们的模拟得出的结论是,引力,剪切和耗散可以主要负责维持一个不均匀的,并最终分形分布的问题。
1999-04-16 astro-ph
Cosmological Simulations of Galaxy Formation I: Star Formation, Feedback, Resolution and Matching the Tully--Fisher Relation (among other things)
我们使用完全宇宙学的,高分辨率的N体+SPH模拟遵循的形成盘星系的旋转速度在140和280公里/秒之间的Lambda CDM宇宙。模拟包括气体冷却,恒星形成(SF),均匀的紫外线背景的影响和物理动机的描述反馈超新星(SN)。反馈参数的选择与恒星形成率和本地星系的星际介质(ISM)特性相匹配。在宇宙学模拟中,星系形成了具有真实指数尺度长度的旋转支撑盘,并落在I带和重子Tully Fisher关系上。紫外背景和SN反馈的结合大大减少了在银河系大小的光环内轨道运行的可见卫星的数量,使其与观测结果相当一致。反馈延迟SF在小星系和更大的包含老恒星星族的大星系。在这里,我们关注SF和反馈实现。我们还简要讨论了如何高质量和力的分辨率和现实的描述SF和反馈是重要的成分,以配合所观察到的星系的属性。
2005-09-17 astro-ph
Disk Galaxy Evolution Along the Hubble Sequence
星系盘的特点是恒星形成的历史,沿着哈勃序列系统地变化。我们研究全球恒星的形成,将超新星反馈,气体吸积和丰富的外流在磁盘模拟的多相星际介质在一个固定的引力势。恒星的形成历史、气体分布和化学演化可以用一系列简单的模型来解释,这些模型主要受冷气体吸积历史的影响。
2007-03-13 astro-ph