Ejective and preventative: the IllustrisTNG black hole feedback and its effects on the thermodynamics of the gas within and around galaxies
位于星系中心的超大质量黑洞（SMBH）可以向周围的气体注入大量的能量，被认为是一种可行的机制，可以淬灭大质量星系中的恒星形成。在这里，我们研究的$10^{9\textrm{--}12.5}\,\mathrm{M_\odot}$恒星质量中央星系人口的IllustrisTNG模拟，特别是TNG 100和TNG 300卷在\zeq{0}，并显示如何三个组件- SMBH，星系和环星系介质（CGM）-是相互关联的，在他们的演变。我们发现，气体熵是一个敏感的诊断反馈注入。特别是，我们演示了如何发病的低吸积BH反馈模式，实现在IllustrisTNG模型作为一个动力学，BH驱动的风，导致不仅在恒星质量$\gtrsim10^{10.5}\mathrm{M_\odot}$恒星形成淬火，但也改变了热力学性质的（\emph{non} -恒星形成）气体，无论是在星系内和超越。来自SMBH的IllustrisTNG动力学反馈增加了星系内和CGM中的平均气体熵，延长了典型的气体冷却时间，从$10\textrm{--}100\,\mathrm{Myr}$到$1\textrm{--}10\,\mathrm{Gyr}$，有效地停止了正在进行的恒星形成，并抑制了辐射冷却和未来的气体吸积。实际上，活动星系核的反馈通道同时具有“喷射性”和“预防性”，并在气体晕的外部区域留下温度、密度、熵和冷却时间的印记，最远可达几百千秒…
2020-08-24 astro-ph.GA
Simulating Galaxy Formation with the IllustrisTNG Model
我们介绍了一个更新的物理模型来模拟星系的形成和演化的宇宙学，大尺度重力+磁流体动力学模拟与移动网格代码AREPO。总体框架建立在Illustris星系形成模型的成功基础上，包括恒星形成、恒星演化、化学富集、气体的原始和金属线冷却、星系流出的恒星反馈以及黑洞形成、增长和多模反馈。在本文中，我们给出了一个全面的描述的物理和数值的进步，形成了核心的IllustrisTNG（下一代）框架。我们专注于修改后的实施银河风，其中我们修改的方向性，速度，热含量和能量标度，并探讨其对星系人口的影响。如前所述，该模型还包括一个新的黑洞驱动的动力学反馈在低吸积率，磁流体力学，并改进的数值方案。使用一套（25 Mpc $h^{-1}$）$^3$宇宙学盒，我们评估我们的基准分辨率的新模型的结果。自洽放大磁场的存在被证明有一个重要的影响，对恒星的内容$10^{12} M_{\rm sun}$晕及以上。最后，我们表明，新的星系风承诺解决的关键问题，在匹配观测约束和影响恒星的内容和大小的星系人口的低质量端确定的插图。
2017-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
X-ray Signatures of Black Hole Feedback: Hot Galactic Atmospheres in IllustrisTNG and X-ray Observations
热气体大气渗透星系并远远超出其恒星分布，在那里它们通常被称为环星系介质（CGM），印记有关反馈过程的重要信息，这些反馈过程由星系的恒星群及其中心超大质量黑洞（SMBH）提供动力。在这项工作中，我们研究了这种热X射线发射介质的使用IllustrisTNG宇宙学模拟的属性。我们分析了它们的模拟X射线谱，从扩散和富含金属的气体在TNG 100和TNG 50，并比较结果与附近的早型星系的X射线观测。模拟再现了观测到的X射线光度（$L_{\rm X}$）和温度（$T_{\rm X})$）在小（$<R_{\rm e}$）和中间（$<5R_{\rm e}$）半径相当不错。我们发现，低质量星系的X射线性质依赖于它们的恒星形成率。特别是，在恒星形成和淬火人口重叠的星等范围内，$M_{\rm K}\sim-24$ $ (M_*\sim10^{10.7}M_\odot)$，我们发现，恒星形成星系的X射线光度平均约一个数量级高于淬火对应物。我们表明，这种多样性在$L_{\rm X}$是一个直接的表现形式的淬火机制的模拟，在那里的星系淬火由于气体驱逐驱动SMBH动力学反馈。因此，在$L_{\rm X}$中观察到的二分法是在最先进的宇宙学模拟中实现的基于SMBH反馈的猝灭机制的重要可观察预测。虽然目前对恒星形成星系的X射线观测与模拟的预测大致一致，但观测到的样本很小，预计将从eROSITA进行的灵敏的全天空X…
2020-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Submillimetre galaxies in cosmological hydrodynamical simulations -- an opportunity for constraining feedback models
亚毫米星系（SMG）长期以来对理论家提出了挑战，并且在大体积宇宙流体动力学模拟中自洽地再现SMG种群的特性尚未实现。我们使用来自以前的模拟加上辐射转移计算的比例关系来预测模拟SMG的submm通量密度从宇宙学模拟从Illustris和IllustrisTNG项目的基础上模拟星系的恒星形成率（SFR）和尘埃质量和比较预测的数量计数与观测。我们发现基于IllustrisTNG的预测SMG数目计数显著小于观察到的（在$S_{850} \gtrsim 4$ mJy处大于1 dex）。来自原始Illustris项目的模拟产生了比IllustrisTNG更多的SMG：预测的计数与在$S_{850} \lesssim 5$ mJy和$S_{850} \gtrsim 9$ mJy处观察到的计数一致，并且仅比在中等通量密度处观察到的计数低$\sim 2$。在IllustrisTNG中具有$S_{850} > 3$ mJy的SMG的红移分布与观察到的分布一致，而Illustris红移分布在显著较低的红移处达到峰值（1.5 vs. 2.8）。我们表明，IllustrisTNG主机SMG比Illustris少，因为在前者，高质量（$M_{\star} \sim 10^{11} \, \text{M}_{\odot}$）$z \sim 2-3$星系有较低的尘埃质量和SFR比在Illustris由于恒星或/和…
2021-02-10 astro-ph.GA
The relationship between black hole mass and galaxy properties: Examining the black hole feedback model in IllustrisTNG
超大质量黑洞的反馈被认为是造成大部分星系缺乏恒星形成或静止的原因。我们探讨如何观察到的特定的恒星形成率（sSFR），恒星质量（M $_{\rm{star}}$），和黑洞质量（M $_{\rm{BH}}$）之间的相关性是敏感的星系形成模型中的黑洞反馈的物理。我们使用IllustrisTNG模拟套件，特别是TNG 100模拟和十个模型变化，改变黑洞模型的参数。用M $_{\rm{star}} > 10^{10}$ M $_{\odot}$聚焦于$z = 0$的中心星系，发现当低吸积率下的黑洞动能风的能量大于星系恒星半径内气体的引力结合能时，星系的sSFR减小.这发生在一个特定的M $_{\rm{BH}}$阈值之上，发现星系从主要的恒星形成急剧过渡到主要是静止的。作为这种行为的结果，静止星系的分数作为M $_{\rm{star}}$的函数，对M $_{\rm{BH}}$ -M $_{\rm{star}}$关系的归一化和IllustrisTNG中M $_{\rm{BH}}$的静止阈值都很敏感.最后，我们将这些模型的结果与91个中心星系的动态M $_{\rm{BH}}$测量结果进行了比较，但要注意的是，这个样本并不能代表整个星系的人口。虽然IllustrisTNG再现了观测到的趋势，即静止星系拥有更多的大质量黑洞，但观测结果显示，在给定M $_{\rm{star}}$下，M $_{\rm{B…
2019-06-06 astro-ph.GA
Effects of Active Galactic Nucleus Feedback on Cold Gas Depletion and Quenching of Central Galaxies
利用3个流体动力学模拟软件Illustris、IllustrisTNG和SIMBA，研究了活动星系核（AGN）反馈对星系冷气含量的影响及其与星系淬灭的关系.通过比较所观察到的原子和分子中性氢测量的中心星系，我们发现，Illustris过度预测的冷气体质量在恒星形成的星系和显着低于预测淬火星系。在这个比较中，IllustrisTNG比Illustris表现得更好，但是与观测结果相比，淬灭星系保留了太多的冷气体。SIMBA通过耗尽淬火星系的全球冷气库，显示出与观测的良好一致性。我们发现，在IllustrisTNG的差异是由其弱的动力学AGN反馈，只重新分配的冷气从内部磁盘的外部区域，并降低内部的冷气密度。当只考虑恒星盘内的冷气体来推断恒星形成速率时，它与观测结果的一致性要好得多。从冷气体库与黑洞质量和爱丁顿比的关系，我们发现黑洞生长过程中的累积能量释放是冷气体耗尽从而导致星系淬灭的主要原因。我们进一步测量中心恒星表面密度在1千秒差距（$Σ_1$）的高分辨率运行的IllustrisTNG和发现之间的紧密相关性$Σ_1$和黑洞质量。这表明，观测到的冷气体质量随$Σ_1$的减小趋势也反映了黑洞的增长。
2022-11-18 astro-ph.GA
The morphology and kinematics of the gaseous circumgalactic medium of Milky Way mass galaxies -- II. comparison of IllustrisTNG and Illustris simulation results
我们已经进行了一个控制比较的结构和运动学性质的环星系介质（CGM）周围的银河系质量星系的Illustris和IllustrisTNG模拟。在z=0时，大半径（$\sim 100$ kpc）的气柱密度和温度分布与Illustris中的盘气体质量分数有很强的相关性，而与TNG中的盘气体质量分数无关。在大半径的中性气体优先在TNG的磁盘的平面上对齐，而它是更各向同性的在插图。在CGM的旋转支持的气体的垂直相干尺度与气体质量分数的星系在插图，但不是在TNG。示踪粒子分析使我们能够显示这些差异可以理解为两个模拟中不同的子网格反馈模型的结果。在两个模拟中对空间匹配星系的研究表明，在TNG中，超新星和AGN的反馈有助于在高红移时创造一个扩展的热气体平滑库，然后冷却形成一个薄的，旋转支撑的盘。在Illustris中，活动星系核以热气泡的形式释放热量，这些热气泡将大半径的扩散物质推出晕外。该盘是由较冷的再循环物质的吸积形成的，这导致了银河平面上方和下方的气体分布更加垂直延伸。我们的结论是，在银河系质量星系周围的气体结构的变化是一个敏感的探针的反馈物理模拟和值得更多的观测考虑在未来。
2019-04-15 astro-ph.GA
Quenched fractions in the IllustrisTNG simulations: the roles of AGN feedback, environment, and pre-processing
我们使用的IllustrisTNG模拟显示淬火星系的分数如何在不同的环境和宇宙时间变化，并量化AGN反馈和预处理在淬火集团和集群卫星中发挥的作用。在$z=0$，我们选择的星系与$M_* = 10^{9-12} M_{\odot}$居住在（$\leq R_{200c}$）集团和集群的总主机质量$M_{200c}=10^{13-15.2} M_{\odot}$。TNG预测的淬火分数$\sim70-90\%$（平均）的中心和卫星$\gtrsim 10^{10.5} M_{\odot}$，无论主机质量，宇宙时间（$0\leq z\leq0.5$），集群中心的距离和时间，因为在$z=0$主机。相反，低质量中心体（$\lesssim 10^{10} M_{\odot}$）很少被淬灭，除非它们成为基团（$10^{13-14} M_{\odot}$）或簇（$\geq10^{14} M_{\odot}$）的成员，其中淬灭部分上升到$\sim80\%$。低质量被动星系的比例更高，更接近主机中心和更大质量的主机。4-6 Gyr前在大质量宿主中吸积$\gtrsim$的低质量卫星群几乎完全是被动的，因此表明环境淬灭发生所需时间的上限。事实上，在$z=0$中熄灭的$\sim30\%$组和簇卫星在落入它们当前的宿主之前已经熄灭，并且它们中的大部分早在40亿到100亿年前就熄灭了。对于低质量星系（$\lesssi…
2020-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
SEAGLE--III: Towards resolving the mismatch in the dark-matter fraction in early-type galaxies between simulations and observations
星系中心的暗物质部分对星系形成过程中的反馈过程很敏感。强引力透镜在精确测量大质量早型星系中的暗物质分数方面一直是有效的。在这里，我们比较了投影暗物质分数的早期类型的星系推断从SLACS强透镜调查，从EAGLE，Illustris，和IllustrisTNG流体动力学模拟。以前与一些模拟的比较显示了很大的差异，与模拟星系相比，在观测到的强透镜星系的有效半径的一半内，推断出的暗物质分数要高出2-3倍。在这里，我们报告之间的EAGLE和SLACS的暗物质分数内的有效半径和有效半径的一半作为星系的恒星质量，有效半径和总质量密度斜率的函数很好的协议。然而，对于IllustrisTNG和Illustrris，暗物质分数低于观察到的。这项工作始终假设一个Chabrier IMF，这表明一个不同的IMF（尽管不排除）是没有必要解决这种不匹配。EAGLE与Illustris和IllustrisTNG之间恒星反馈模型的差异可能是导致它们的暗物质分数和密度斜率差异的主要原因。
2021-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disparate Effects of Circumgalactic Medium Angular Momentum in IllustrisTNG and SIMBA
本研究比较 SIMBA 与 IllustrisTNG 中 CGM 角动量对恒星形成的影响，发现相反的淬灭趋势源于不同 AGN 反馈机制。
2024-12-02 astro-ph.GA
Shock finding on a moving-mesh: II. Hydrodynamic shocks in the Illustris universe
流体动力学激波是欧拉方程非线性的表现，在宇宙气体动力学中起着重要作用。在这项工作中，我们确定和分析的冲击在Illustris模拟，并与非辐射运行的结果进行对比。我们表明，模拟更全面的物理模型的星系形成冲击发现算法由于辐射冷却和恒星形成过程提出了新的挑战，促使我们开发了一些方法的改进。我们发现在插图的总冲击表面积是约1.4倍大，在目前的时代相比，非辐射运行，和能量耗散率在冲击这是高出约7倍。值得注意的是，马赫数高于和低于$\mathcal{M}\approx10$的激波对宇宙时间内总耗散的贡献大致相等。这是在鲜明的对比，非辐射模拟，我们表明，很大一部分的差异是由于强烈的黑洞无线电模式反馈的Illustris。我们还提供了一个概述的冲击形态，其中包括复杂的网络晕内部的冲击，冲击宇宙片，反馈冲击由于黑洞和星系风，以及无处不在的吸积冲击的大的多样性。在质量比$10^{12}\,\mathrm{M}_\odot$大的高红移系统中，我们发现晕中存在双吸积激波。它们是当气体沿着细丝流动而没有受到外部吸积激波的冲击时产生的，但随后在更内部形成了第二个大致球形的吸积激波。
2016-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Baryonic Feedback at $z\sim 1$ with the H$α$ Luminosity Function
Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
该研究利用Illustris和IllustrisTNG模拟，结合Hα光度函数，在z~1处约束重子反馈，发现低反馈的IllustrisTNG模拟与观测更吻合，揭示了相关探测手段的综合约束能力。
2026-09-01 astro-ph.GA
The Effect Of AGN Heating On The Low-Redshift Lyα Forest
利用Illustris模拟研究了活动星系核加热和紫外背景对低红移Lyman- $α$森林柱密度分布的影响。我们表明，Illustris再现观测$z =0.1$在列密度范围$10^{12.5} - 10^{13.5}$ cm $^{-2}$，相关的“光子生产不足的危机。“我们将此归因于AGN反馈的包含，它改变了气体分布，以模拟额外光子的影响，以及Faucher-Giguère紫外背景的使用，它在$z=0.1$比以前考虑的Haardt & Madau背景更电离。我们表明，运行与平滑粒子流体动力学和模拟使用移动网格的模拟之间的差异是小的，在此列密度范围内，但可以更显着在较大的列密度。我们进一步考虑了超新星反馈、Voigt轮廓拟合和有限分辨率的影响，所有这些对CDD的影响都很小。最后，我们确定了我们的模拟和观测之间的差异，在柱密度$10^{14} - 10^{16}$ cm $^{-2}$，其中Illustris产生太少的吸收体，这表明活动星系核反馈模型应进一步完善。由于“光子生产不足危机”主要影响低柱密度系统，我们得出结论，活动星系核反馈和标准电离背景模型可以解决危机。
2017-02-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large-scale mass distribution in the Illustris simulation
到目前为止，在低红移下的观测还不能解释根据宇宙学约束所预期的宇宙中的所有重子。很大一部分重子可能存在于星系之间的薄而温暖的介质中，由于它们的低密度和高温，它们很难被观察到。结构形成的宇宙学模拟可以用来验证这一图景，并对不同大尺度结构组分的质量分布提供定量预测。在这里，我们研究重子和暗物质的分布在不同的时代使用的数据从插图模拟。我们确定了不同暗物质密度的区域与大尺度结构的主要成分，使我们能够测量质量和体积的晕，丝和空隙。在红移为零时，我们发现49%的暗物质和23%的重子位于质量超过$2\times 10^8$ M $_\odot$分辨率极限的晕内。宇宙网的细丝还容纳了45%的暗物质和46%的重子。剩下的31%的重子存在于空洞中。这些重子中的大多数都是通过活动星系核反馈传输到那里的。我们注意到，Illustris的反馈模型对于重晕来说太强了，因此我们可能高估了这个数量。根据密度和温度对重子进行分类，我们发现17.8%的重子处于凝聚态，21.6%的重子以冷的弥散气体存在，53.9%的重子处于温热的星系际介质状态。
2016-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quenching of Massive Disk Galaxies in the IllustrisTNG Simulation
一种罕见的大质量盘星系被发现侵入了由早型星系主导的红色序列。这些红色/淬灭的大质量盘星系最近对它们的形成和起源产生了极大的兴趣。通常提出的淬火机制，如棒料淬火和环境淬火，似乎不适用于低密度环境中的无鼓包淬火盘。在本文中，我们使用的IllustrisTNG-300模拟研究的大质量淬火中心盘星系的形成。研究发现，这些星系含有较少的气体和港口巨型超大质量黑洞（SMBH）（以上$ 10^{8}M_{\odot}$）比他们的恒星形成的同行。通过追踪它们的形成历史，我们发现淬灭盘星系形成较早，并且在宇宙学时间尺度上保持了盘的形态。它们平均经历的大型合并不到一次，主要是小型合并（质量比$<$ 1/10）促进了中小企业的增长。在Illustris-TNG模拟中，当黑洞质量大于$\sim 10^{8}M_{\odot}$时，黑洞反馈模式从热反馈转变为动力学反馈，从而更有效地将气体喷射到星系外，并抑制热气晕的进一步冷却。我们的结论是，动力学AGN反馈在大质量红/淬火盘星系是占主导地位的淬火机制。
2022-02-13 astro-ph.GA
Supermassive black holes and their feedback effects in the IllustrisTNG simulation
在星系形成的IllustrisTNG宇宙学流体动力学模拟中，我们研究了超大质量黑洞的布居及其对大质量中心星系的影响。所采用的SMBH增长和反馈的模型假设一个双模式的情况下，从活动星系核的反馈发生通过动力学，相对于爱丁顿限制的吸积率低，比较有效的模式，并在高吸积率的热，效率较低的模式的形式。我们发现，大质量的中心星系的淬火恰好发生与动力学模式的反馈，与活动的超大质量的黑色导致在大质量星系中观察到的低比恒星形成率的概念一致。然而，在我们的模型中，主要的星系合并并不是引发大多数淬火事件的原因。当黑洞质量达到约$10^{8.5}\,{\rm M}_\odot$时，SMBH的主要生长通道是热模式。质量较高的黑洞主要停留在动力学模式，气体吸积通过它们的反馈进行自我调节，这导致它们的爱丁顿比下降，SMBH合并成为剩余质量增长的主要渠道。因此，类星体的光度函数是由快速吸积，中等质量的黑洞在热模式为主。我们发现，相关的生长历史的SMBHs产生一个低的红移类星体光度函数和红移零黑洞质量-恒星核球质量的关系与观测结果吻合得很好，而模拟往往过度预测高红移类星体光度函数。
2017-10-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Towards physically more comprehensive AGN modelling in cosmological simulations: A MACER-based modification of IllustrisTNG
Key Laboratory for Research in Galaxies and Cosmology, Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台星系与宇宙学重点实验室）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Institute of Astrophysics, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院天体物理研究所）；Center for Astronomy and Astrophysics and Department of Physics, Fudan University（复旦大学天体物理中心及物理系）
本文改进IllustrisTNG的AGN反馈模型，引入MACER框架以更精确地模拟黑洞吸积和AGN物理，提升椭圆星系中恒星形成率和黑洞吸积率，同时保持宇宙学模拟中关键参数的一致性。
2026-04-28 astro-ph.GA
Comparing galaxy formation in the L-GALAXIES semi-analytical model and the IllustrisTNG simulations
我们进行比较，对象的对象和统计，慕尼黑半解析模型，L-Galerkin，和IllustrisTNG流体动力学模拟之间。通过运行L-Galerkin的IllustrisTNG暗物质，只有合并树，我们确定在两个模型中相同的星系。这使我们能够比较两个模型中的恒星质量、恒星形成率和星系的气体含量，以及亚晕和晕的重子含量。我们发现恒星质量函数和单个星系的恒星质量都比$\sim0.2\,$ dex更符合。另一方面，特定的恒星形成速率和气体含量可能差异更大。在$z=0$中，低质量恒星形成星系和高质量淬灭星系之间的过渡发生在恒星质量尺度上，$\sim0.5\,$ dex在IllustrisTNG中比在L-Galnik中低。illustrisTNG还产生了更多的淬火星系在更高的红移。这两个模型预测的晕重子分数接近宇宙值的集群，但IllustrisTNG预测较低的重子分数组环境。这些差异主要是由于来自恒星和超大质量黑洞的模型反馈的差异。星系团和星系群内部和周围星系的气体含量和恒星形成率有很大的不同，其中IllustrisTNG卫星的恒星形成较少，气体含量也较少。我们表明，环境过程，如冲压压力剥离更强，操作到更大的距离和更广泛的主机质量范围在IllustrisTNG。我们认为，治疗星系演化的半解析模型需要改进的处方，更准确地捕捉当地的环境影响。
2020-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
X-ray scaling relations of early-type galaxies in IllustrisTNG and a new way of identifying backsplash objects
我们研究了反馈和环境如何影响早型星系（ETG）的X射线标度关系，特别是在低质量端。我们从IllustrisTNG-100框中选择具有恒星质量$\log_{10}(M_{\ast}/\mathrm{M_{\odot}})\in[10.7, 11.9]$的中心ETG。利用MOCK-X管道计算了ETG晕内$R_{500}$内热气体的模拟X射线光度（$L_{\mathrm{X, 500}}$）和类光谱温度（$T_{\mathrm{sl, 500}}$）。$L_{\mathrm{X, 500}}$和5个有效半径内的总质量（$M_{5R_{\rm e}}$）之间的比例与Chandra观测到的ETG吻合得很好。IllustrisTNG再现了观测到的$L_{\mathrm{X, 500}}$向较低质量散射的增加，我们发现，具有高于平均水平的$L_{\mathrm{X, 500}}$的$\log_{10} (M_{5R_{\rm e}}/\mathrm{M_{\odot}}) \leqslant 11.5$的ETG经历了系统性的较低的累积动能AGN反馈能量的历史（低于平均水平的ETG反之亦然）。这导致更大的气体质量分数和更年轻的恒星群体，具有更强的恒星反馈加热，协调地导致高于平均水平的$L_{\mathrm{X, 500}}$。$L_{\mathrm{X, 500}}$ - $T_{\mathrm{…
2023-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Intrinsic alignments of disk and elliptical galaxies in the MassiveBlack-II and Illustris simulations
我们分别用体积为$(100h^{-1}Mpc)^{3}$和$(75h^{-1}Mpc)^{3}$的MassiveBlack-II（MBII）和Illustris宇宙流体动力学模拟研究了盘和椭圆星系的形状和内禀排列。我们发现，与椭圆星系相比，模拟的盘状星系的形状更扁，与其宿主暗物质子晕的形状更不一致。盘主轴被发现是面向附近的椭圆星系的位置。我们还发现，磁盘更薄的MBII和与暗物质晕方向的错位是较小的磁盘和椭圆相比，与Illustris。因此，在固定质量下，MBII中的固有对准关联函数具有比Illustris中更高的幅度。最后，在$\sim 0.1$ \hmpc以上的尺度下，盘状星系的内在排列两点关联函数在两个模拟中都与零检测一致，不像椭圆星系。尽管流体力学和重子物理的处理在模拟中的显着差异，我们发现，$w_{δ+}$关联函数的尺度类似的横向分离。然而，质量较小的星系在ED关联中表现出不同的尺度依赖性。这一结果表明，虽然流体动力学模拟是一个很有前途的工具，研究内在的对齐，需要进一步的研究，以了解流体动力学和重子反馈的实现差异的影响。
2016-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sunyaev-Zel'dovich effect and X-ray scaling relations of galaxies, groups and clusters in the IllustrisTNG simulations
团内介质（ICM）的可观测物理性质反映了活动星系核反馈与晕的引力坍缩之间复杂的相互作用。使用大量的TNG 300模拟的IllustrisTNG项目，我们提供了预测的X射线和Sunyaev-Zel'dovich（SZ）的样本超过30,000晕，覆盖了广泛的质量范围从星系到大质量星系团（$M_{\rm 500crit}$ $\in [10^{12}$ M $_{\odot} - 2\times 10^{15}$ M $_{\odot}$ ]）的标度关系。我们使用与观测技术一致的方法对模拟晕进行模拟X射线观测。因此，我们调查的软带X射线光度，光谱温度，气体质量分数，$Y_{\rm X}$和$Y_{\rm SZ}$作为晕质量的函数之间的标度关系，我们发现广泛的协议之间的IllustrisTNG和观察到的关系。我们的研究结果突出了散射和偏差估计的质量，从而模拟ICM属性转换到可观察的空间时，比较模拟电流X射线观测的重要性。在我们的样品中的晕质量的范围很广，提供了新的见解的形状的X射线和SZ缩放关系在三个数量级的质量。我们的研究结果显示了强有力的证据，打破了$z=0$标度关系。我们引入了一个平稳破碎的幂律模型，该模型鲁棒地捕获了这个断裂的位置，断裂周围的过渡区的宽度，以及对晕质量的斜率依赖性。我们的研究结果为下一代次网格黑洞反馈模型提供了信息，并为正在进行的和未来的观测调查提供了预测。
2022-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the quenching of star formation in observed and simulated central galaxies: Evidence for the role of integrated AGN feedback
在本文中，我们调查如何大规模的中央星系停止恒星形成的宇宙学模拟：EAGLE，Illustris和IllustrisTNG与观测的本地宇宙斯隆数字巡天（SDSS）的理论预测进行比较。我们的机器学习（ML）分类揭示了超大质量黑洞质量（$M_{\rm BH}$）是确定星系是否在红移$z=0$中形成恒星或淬灭的最具预测性的参数。活动星系核（AGN）淬灭的预测结果反映在观测中，通过代理以及其动力学测量间接估计$M_{\rm BH}$的范围是真实的。我们的偏相关分析表明，其他银河系参数失去了他们的强关联的宁静，一旦他们与$M_{\rm BH}$的相关性占。在模拟中，我们证明了它是AGN的综合功率输出，而不是它的瞬时活动，这导致星系淬火。最后，我们分析了从恒星形成到被动星族星系分子气体含量的变化。我们发现，这两个气体分数（$f_{\rm gas}$）和恒星形成效率（SFE）减少后过渡到静止的观察，但SFE是更具有预测性的ML被动/恒星形成分类比$f_{\rm gas}$。SDSS中的这些趋势在IllustrisTNG中得到了最接近的恢复，并与Illustris的预测形成了直接对比。我们的结论是，一个可行的AGN反馈处方可以实现预防性反馈和湍流注入一起淬火在中央星系的恒星形成相结合。
2021-12-14 astro-ph.GA
Discrepancies Between JWST Observations and Simulations of Quenched Massive Galaxies at $z > 3$: A Comparative Study With IllustrisTNG and ASTRID
本研究利用 IllustrisTNG 和 ASTRID 模拟发现，两者均显著低估了 $z>3$ 猝灭大质量星系的数量，且 AGN 反馈是早期星系猝灭的关键，指出当前模拟需改进 AGN 反馈物理模型。
2025-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the origin of star formation quenching in massive galaxies at $z \gtrsim 3$ in the cosmological simulations IllustrisTNG
基于 IllustrisTNG 模拟研究 z ≳ 3 大质量星系的早期熄灭机制，发现 AGN 动力学喷流反馈是主因，大尺度环境仅通过影响黑洞增长产生温和作用。
2024-10-25 astro-ph.GA
The Illustris simulation: the evolving population of black holes across cosmic time
我们研究了黑洞和它们的宿主星系在宇宙时间上的性质。“插图”是一个大尺度的宇宙流体动力学模拟，其分辨率为106.5 Mpc ^3，分辨率超过120亿个元素，包括与星系形成相关的最先进的物理模型。我们发现，红移z = 0 - 5的黑洞质量密度和黑洞质量函数在z = 0的Illustris预测是在最近的观测约束非常好的协议。我们发现，在z = 0和1的活动星系核的辐射热和硬X射线光度函数再现观测数据非常好，在整个动态范围内探测。除非辐射热校正被大大低估，否则这需要辐射效率平均较低，R <= 0.1，然而注意，在我们的模型中，辐射效率随着黑洞反馈效率而退化。宇宙缩小的活动星系核人口是在广泛的一致性与X射线调查的结果，但我们预测一个更大的数量密度的微弱活动星系核在高红移比目前推断的。我们还研究了黑洞-宿主星系的尺度关系作为星系形态，颜色和特定的恒星形成率的函数。我们发现黑洞和星系在大质量端共同演化，但对于低质量的蓝星系和恒星形成星系，它们与中心黑洞质量或核活动星系核活动没有紧密的关系。
2015-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early-type galaxy density profiles from IllustrisTNG: II. Evolutionary trend of the total density profile
利用IllustrisTNG研究了早型星系（ETGs）总密度剖面的演化趋势。为此，我们跟踪ETG从$z=0$到$z=4$，并测量其主要祖先的总密度分布的幂律斜率$γ^{\prime}$。我们发现，他们的$γ^{\prime}$陡峭的平均在$z\sim4-2$，然后变得更浅，直到$z=1$，之后他们几乎保持不变，除了一个剩余的趋势，成为更浅的$z=0$。我们还比较了ETG在不同的红移，选择基于其光度分布和恒星质量的统计样本。由于不同的选择效应，统计样本的平均斜率遵循修改的进化趋势。自$z=3$开始，它们单调下降，在$z\approx 1$之后，它们几乎保持不变，向$z=0$略有增加。这些演化趋势对两个样本来说都是依赖于质量的，低质量星系通常比质量更大的星系具有更陡峭的斜率。最近过渡到ETG的Galerkin具有更陡峭的平均斜率，因为它们在任何给定的红移下都更小，更紧凑。通过分析合并和活动星系核反馈对前身星演化的影响，我们推测了ETG等温性的多相路径：与快速湿合并相关的耗散倾向于使$γ^{\prime}$从$z=4$变陡到$z=2$，而随后的活动星系核反馈（特别是在动力学模式下）使$γ^{\prime}$从$z=2$变浅到$z=1$ .之后，从$z=1$到$z=0$的被动演化，主要是通过贫气体合并，温和地减少了$γ^{\prime}$，并保持了接近等温的整体质量分布。
2019-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Barred galaxies in the Illustris-1 and TNG100 simulations
我们在Illustris-1和TNG 100模拟中对杆结构进行了比较研究。在$z=0$观测中，在1232个具有恒星质量$>10^{10.5}M_{\odot}$的盘星系中，有8.9%的星系是棒斑星系，而在TNG 100观测中，有55%的星系是棒斑星系。TNG 100的杆分数作为恒星质量的函数与$S^4G$的调查结果吻合得很好。在TNG 100和Illustris-1中，棒状体形成的中位红移分别为$\sim 0.4-0.5$和$\sim 0.25$。在这两个模拟中，棒分数一般随恒星质量增加而增加，随气体分数减少。棒星系在高红移处有较高的气体含量，形成棒的时间较晚。当棒形成时，圆盘气体分数大多低于0.4。TNG 100中高得多的棒组分可能得益于自$z\sim3$以来大质量盘星系中低得多的气体组分，这可能是更有效的恒星反馈和活动星系核反馈相结合的结果。后者可能是$z<2$的主要因素。同时，在两个模拟中，棒星系在棒形成前都有较高的恒星形成速率，活动星系核反馈始终比非棒星系强。大质量盘星系的暗物质晕的性质在两个模拟中是相似的，并且对不同的棒频率应该有很小的影响。对于相似晕环境下的单个星系，不同的重子物理条件会导致两种模拟结果在形态上的显著差异。单个星系的形态受到环境和内部重子物理的综合影响，并且通常是不可预测的。
2020-04-24 astro-ph.GA
The inner structure of early-type galaxies in the Illustris simulation
早型星系为冷暗物质宇宙学的预测和进入星系形成模型的重子物理假设提供了独特的检验。本文利用Illustris模拟研究了早型星系的三个主要性质，即恒星轨道各向异性、中心暗物质分数和中心径向密度斜率的相关性，以及自$z=1.0$以来它们的红移演化。我们发现，较低质量的星系或星系在较高的红移往往是蓝色的休息帧的颜色，有较高的中心气体分数，并具有更多的切向各向异性轨道和陡峭的中心密度斜率比他们的高质量或低红移的同行，分别。投影中心的暗物质的有效半径内的分数显示了一个非常温和的质量依赖，但正相关的星系有效半径由于光圈效应。通过结合强透镜测量与单孔径运动学得到的中心密度斜率被发现不同于真实密度斜率。我们确定系统偏差在这种测量是由于两个常见的建模假设，各向同性恒星轨道分布和幂律密度分布。我们还比较了早期类型的星系的属性，从现有的星系和强透镜调查，我们发现在一般广泛的协议，但也有一些紧张局势，这构成了一个潜在的挑战，恒星形成和反馈模型所采用的模拟。
2017-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Impact of Galactic Winds on the Angular Momentum of Disk Galaxies in the Illustris Simulation
观测到的星系盘具有特定的角动量，类似于$Λ$ CDM中典型暗物质晕的预期。宇宙流体动力学模拟最近通过纳入强银河风在大型星系样本中再现了这种相似性，但实现这一点的确切机制尚不清楚。在这里，我们提出了一个分析的关键方面，有助于这种关系：角动量的选择和拉格朗日质量元素的演变，因为它们吸积到暗物质晕，凝聚成银河系尺度的星系，并加入$z=0$恒星阶段。我们对比这种演变的Illustris模拟与模拟中没有银河风，其中的$z=0$角动量是$\approx0.6$德克斯低。我们发现，风诱导这些模拟之间的差异，在几个方面：增加角动量，防止角动量损失，并导致$z=0$明星采样的吸积时间重子的角动量分布在一个有偏见的方式。在这两个模拟中，气体在吸积到晕和第一次吸积到中央星系之间平均损失$\approx0.4$ dex。在Illustris中，这之后是$\approx0.2$ dex在“银河风喷泉”中的增益，并且没有进一步的净演化超过最终的星系吸积。没有反馈，$\approx0.2$ dex的进一步损失发生在星系内的气相中。另一个$\approx0.15$ dex差异来自于反馈，在吸积时通过排出排列不良的气体而优先选择较高角动量的气体。这些和其他类似的大小的影响进行了讨论，提出了一个复杂的起源之间的相似性的特定角动量的星系盘和典型的晕。
2017-04-18 astro-ph.GA
First results from the IllustrisTNG simulations: the galaxy color bimodality
我们介绍了前两个模拟的IllustrisTNG项目，下一代的宇宙学磁流体动力学模拟，专注于星系的光学颜色。我们探索了TNG 100，一个原始的插图盒的一个子集，和TNG 300，它包括2x2500^3分辨率的元素，体积是原来的20倍。在这里，我们提出的第一个结果，星系的颜色双峰在低红移。考虑到尘埃对恒星光的衰减，我们将10^9 < M*/Msun < 10^12.5星系的模拟（g-r）颜色与斯隆数字巡天（SDSS）观测到的分布进行了比较。我们发现，与原始的Illustris模拟相比，有了显著的改进，与观测结果相比，定量一致性也很好，在特征M* ~ 10^10.5 Msun处，中值颜色从蓝色急剧过渡到红色。研究色质平面的建立和红色序列的形成，我们证明了TNG模型中星系色变的主要驱动因素是低吸积状态下的超大质量黑洞反馈。在整个人口中，我们测量到的中值颜色过渡时间尺度dt_green为~1.6 Gyr，这个值随着星系质量的增加而下降。我们发现淬火的物理过程的签名：在固定的恒星质量，红色的星系有较低的SFRs，气体分数，气体金属丰度;他们的恒星星族也是老年人和他们的大规模星际磁场弱于蓝色的星系。最后，我们测量了红色序列上的恒星质量增长量。M* > 10^11 Msun的星系在z<1时变红，其最终质量平均约为z=0变红后质量的25%;同时，约18%这样的大质量星系在红色序列中获得了其最终恒星…
2018-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Physical Processes Behind the Co-Evolution of Halos, Galaxies and Supermassive Black Holes in the IllustrisTNG Simulation
基于IllustrisTNG模拟，本文揭示了星系与超大质量黑洞共同演化的四个阶段及其转变条件，并探讨了利用标度关系和观测约束模型的方法。
2025-09-22 astro-ph.GA
Understanding the relation between thermal Sunyaev-Zeldovich decrement and halo mass using the SIMBA and TNG simulations
综合热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）$y$ -减量与晕质量（$Y$ - $M$）之间的关系可以潜在地限制星系形成模型，如果理论和观测系统学可以得到适当的评估。我们调查的$Y$ - $M$关系在SIMBA和IllustrisTNG-100宇宙学流体动力学模拟，量化的反馈，视线投影和光束卷积的影响。我们发现，SIMBA的活动星系核喷流反馈产生强烈的偏离自相似的预期$Y$ - $M$关系，特别是在$M_{500}<10^{13}M_{\odot}$。在SIMBA中，这是由于降低了晕重子分数而抑制了晕内$y$贡献。illustrisTNG结果更接近没有喷流的SIMBA。视线结构的投影稍微削弱了这些模型的差异，但它们仍然很重要-特别是在组和较低的晕质量。相比之下，在$\textit{Planck}$分辨率下的光束拖尾使得模型无法区分，并且两个模型似乎与$\textit{Planck}$数据一致，直到探测的最低质量。我们表明，弧分分辨率预期从即将到来的设施将保留模型预测之间的差异，从而提供了强有力的约束AGN反馈。
2022-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The quenching and morphological evolution of central galaxies is facilitated by the feedback-driven expulsion of circumgalactic gas
我们研究环星系介质（CGM）的属性和淬火和中央星系的形态演化的EAGLE和IllustrisTNG模拟之间的联系。模拟产生非常不同的中值CGM质量分数$f_{\rm CGM}$，作为晕质量$M_{200}$的函数，其中低质量晕在IllustrisTNG中比在EAGLE中显著更富含气体。尽管如此，在这两种情况下，在固定的$M_{200}$在$f_{\rm CGM}$中的散射与特定的恒星形成率和中央星系的运动学形态密切相关。$\sim L^\star$星系的相关性最强，对应于AGN反馈变得有效的质量尺度。这种反馈提高了CGM的冷却时间，防止气体吸积到星系上以促进恒星的形成，从而建立了一种偏好，即淬火的球状星系被低质量$f_{\rm CGM}$的晕所承载。在这两个模拟中，$f_{\rm CGM}$与宿主晕的本征浓度呈负相关，因此与其结合能和形成红移呈负相关，主要是因为早期的晕形成促进了中心黑洞（BH）的快速早期生长。这导致了较低的$f_{\rm CGM}$在固定的$M_{200}$在鹰，因为BH达到高吸积率更快，而在IllustrisTNG它的发生，因为中央BH达到质量阈值，在该AGN反馈被假定为从热转换到动力注入更早。尽管存在这些差异，但这些最先进的模拟一致认为，从CGM中排出有效冷却的气体是中心星系淬火和形态演化的关键步骤。
2019-11-15 astro-ph.GA
Multi-Epoch Machine Learning 2: Identifying physical drivers of galaxy properties in simulations
该研究提出一种新颖的机器学习方法，通过分析特征重要性和主成分分析，揭示了不同模拟中星系性质建立的物理驱动因素，发现次网格模型物理（如超新星反馈效率和星系风速度）比流体力学方法选择更关键。
2023-06-13 astro-ph.GA astro-ph.IM
Probing the Circum-Galactic Medium with Fast Radio Bursts: Insights from the CAMELS Simulations
本研究利用CAMELS的三组共183个模拟模型，分析不同反馈机制对星系周介质和星系际介质重子分布的影响，发现AGN反馈主导重子再分布，为用快速射电暴约束星系演化物理提供了依据。
2024-07-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Angular momentum properties of haloes and their baryon content in the Illustris simulation
在无碰撞N体模拟中，维里化的暗物质晕的角动量特性已经得到了很好的测量，但是对重子自旋的同样精确的分析仍然缺失。我们采用的Illustris模拟套件，第一个模拟的星系形成与完整的流体动力学，产生一个现实的星系人口在一个相当大的体积，量化的重子自旋属性超过$\sim$ 320,000晕。我们首先比较了不同自旋参数和晕定义之间的系统差异，以及样品选择标准对导出性质的影响。我们证实，只有暗物质的晕表现出接近自相似的质量和红移的对数正态形式的自旋分布。然而，星系形成的物理过程从根本上改变了重子自旋的分布。虽然暗物质成分基本上不受影响，但扩散气体和形成的恒星成分的自旋出现了强烈的质量和红移趋势。随着时间的推移，束缚在晕上的重子的自旋矢量与暗物质的自旋矢量发生了偏差，在无辐射的情况下，它们的比角动量增加了$\sim$ 1.3倍，在z = 0的完整物理设置中，增加了$\sim$ 1.8倍。我们发现，这种增强重子自旋可以解释的合并过程中从暗物质到气体的特定角动量转移和从反馈驱逐低特定角动量气体从晕的综合效应。我们的研究结果挑战了某些自旋演化模型，并强调了由重子物理引起的晕结构的重大变化。
2016-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interacting galaxies in the IllustrisTNG simulations -- III: (the rarity of) quenching in post-merger galaxies
星系合并传统上是淬灭恒星形成的最佳机制之一。为了在现代宇宙学模拟的背景下测试这种范式，我们使用IllustrisTNG模拟来研究单个合并事件对猝灭的影响（即恒星形成速率至少低于恒星形成主序星3sig）。将最近合并的星系之间的猝灭速率与在红移，恒星质量，恒星形成率（SFR）、黑洞质量和环境。我们发现，在合并后的星系后代中，淬灭并不常见，只有5%的星系在合并后的5亿年内淬灭。尽管绝对速率很低，我们发现，猝灭发生在合并后的两倍的控制星系的速度。合并后1.5 Gyr的合并后代与非合并后的合并后代在统计上无法区分，这表明合并可以加速合并后的淬灭过程，这些合并后的祖先具有能够维持有效活动星系核（AGN）动力学反馈的物理条件，我们的研究结果表明，虽然淬火通常不会立即发生合并后，合并，但确实促进停止恒星形成在一些合并后。我们发现，在IllustrisTNG中，活动星系核动力学反馈的实施负责淬灭后合并，以及非后合并控制。由于释放的动能，星系经历气体损失，最终，初始气体分数低的镀锌层更倾向于淬火，淬火和星形镀锌层的主要区别因素是：在TNG中，形成星系的气体分数在fgas = 0.1处有一个尖锐的边界。
2021-04-07 astro-ph.GA
Hot Gaseous Coronae around Spiral Galaxies: Probing the Illustris Simulation
现今大质量螺旋星系周围存在热气体日冕是星系形成模型的基本预测。然而，我们的观测知识仍然很少，因为到目前为止，只有四个气体日冕被发现周围的螺旋与大质量恒星体（$\gtrsim2\times10^{11} \ \rm{M_{\odot}}$）。为了探索低质量螺旋星系周围的热日冕，我们利用钱德拉X射线观测样本的8个正常的螺旋星系与恒星质量的$(0.7-2.0)\times10^{11} \ \rm{M_{\odot}}$。虽然统计上显着的扩散X射线发射没有检测到超过光学半径（$\sim20$ kpc）的星系，我们得出$3σ$限制的特性的日冕。这些极限，加上之前对NGC 1961和NGC 6753的探测，被用来探测Illustris模拟。观测到的X射线光度和气体质量的$3σ$上限超过或处于模型预测的上限。对于NGC 1961和NGC 6753，观测到的气体温度、金属丰度和电子密度分布与Illustris的预测基本一致。这些结果表明，Illustris的物理模块与螺旋星系周围的热日冕的观测特性基本一致。然而，Illustris的一个缺点是，大质量的黑洞，主要居住在巨大的椭圆星系，引起强大的无线电模式活动星系核的反馈，这导致在明亮的日冕椭圆星系。
2015-03-03 astro-ph.GA
Shape of Dark Matter Haloes in the Illustris Simulation: Effects of Baryons
我们研究了重子过程对暗物质晕形状的影响。这是一套使用移动网格程序{ \sc arepo}进行的流体动力学（Illustris）和仅含暗物质（Illustris-Dark）的宇宙学模拟。DM晕圈形状是使用迭代方法确定的，该方法基于$z=0$质量（$M_{200} = 1 \times 10^{11} - 3 \times 10^{14} M_\odot$）的惯性张量。收敛性检验表明，局部DM形状剖面仅对$r > 9ε$收敛，$ε$为Plummer等效软化长度，大于预期。来自非辐射模拟（即忽略辐射过程，恒星形成和反馈）的光晕与其DM对应物的形状没有变化：因此单独的移动网格流体动力学不足以导致DM形状的差异。随着星系物理学的全面实施，重子的凝聚导致了明显更圆和更扁的晕，中位短轴与长轴比$\left< s\equiv c/a \right> \approx 0.7$在整个晕和跨晕质量几乎不变。这在一定程度上提高了模拟预测和银河系晕形状的观测估计之间的一致性。一致地，DM的速度各向异性也减少了在Illustris，跨晕质量和半径。在内晕（$r=0.15 R_{200}$）中，$s$和$q$（中长轴比）都表现出与星系质量的非单调性，峰值在$m_* \approx 10^{10.5-11} M_\odot$，我们发现这是由于内晕形状与星系形成效率的强烈相关性。在插图中的重子影响晕的形状与晕的性质…
2018-09-19 astro-ph.GA
High redshift JWST predictions from IllustrisTNG: III. Infrared luminosity functions, obscured star formation and dust temperature of high-redshift galaxies
我们后处理的星系在IllustrisTNG模拟与SKIRT辐射传输计算作出预测的静止帧近红外（NIR）和远红外（FIR）的星系在$z\geq 4$的属性。TNG的静止框架$K$ -和$z$ -波段星系光度函数总体上与观测结果一致，尽管在$z=4$对$M_{\rm K}\lesssim -25$和$M_{\rm z}\lesssim -24$的$\sim 0.5\,\mathrm{dex}$预测不足。对JWST MIRI观测到的星系光度函数和计数给出了预测。基于理论估计，我们表明，下一代调查的JWST可以检测500（30）个星系在F1000 W的调查区域的$500\,{\rm arcmin}^{2}$在$z=6$（$z=8$）。与紫外线、光学和近红外线的一致性相反，我们发现TNG结合我们的尘埃建模选择，大大低估了大多数尘埃遮蔽的、因此最明亮的FIR星系的丰度。因此，被遮蔽的宇宙恒星形成率密度（SFRD）和光学/近红外暗天体贡献的SFRD被低估。这里发现的差异可以为模拟的子网格反馈模型或灰尘含量提供新的约束。同时，虽然TNG预测的尘埃温度及其与红外光度和红移的关系与观测结果定性一致，但对$z\geq 6$星系的峰值尘埃温度估计偏高约$20\,{\rm K}$ .这可能与我们的模拟有限的质量分辨率有关，以完全解决这些红移下星际介质（或特别是其尘埃含量）的孔隙度。
2022-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The fundamental signature of star formation quenching from AGN feedback: A critical dependence of quiescence on supermassive black hole mass not accretion rate
我们确定了恒星形成淬火对各种银河系和环境参数的内在依赖性，利用随机森林分类的机器学习方法。我们以前已经证明了这种技术的力量，以隔离因果关系，而不仅仅是相关性，在复杂的天文数据。首先，我们分析了三个宇宙学流体动力学模拟（鹰，Illustris，和IllustrisTNG），选择快照跨越大部分的宇宙历史，从漫画中午（$z \sim 2$）到现在的时代，与恒星质量的范围$9 < \log(M_*/M_{\odot}) < 12$。在模拟中，一致发现黑洞质量是所有时期中心星系淬灭的最具预测性的参数。也许令人惊讶的是，发现黑洞吸积率（以及活动星系核的热光度）对淬灭几乎没有预测能力。这一理论结果是重要的星系淬火的观测研究，因为它警告不要使用当前的AGN状态的星系作为一个有用的代理AGN反馈对星系系统的累积影响。后者是由黑洞质量而不是活动星系核光度来追踪的。此外，我们探讨了一个子集的“可观察”的参数，这可以很容易地测量在现存的宽视场星系调查针对$z = 0 - 2$，在$9 < \log(M_*/M_{\odot}) < 12$。所有三个模拟都预测，代替黑洞质量，恒星引力势在预测淬火方面将优于其他参数。我们证实了这一理论预测观测的SDSS（在低红移）和CANDELS（在中，高红移）。
2023-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of Starburst Galaxies in the Illustris Simulation
在文献中有一个共识，即星暴星系是由相互作用事件触发的。然而，它仍然是一个悬而未决的问题，在何种程度上合并和非合并的相互作用在触发恒星爆发？在这项研究中，我们利用的Illustris模拟测试不同的触发机制可以影响星爆事件。我们研究恒星形成率，颜色和星暴星系的环境，以确定这是否可能是为什么我们在观测研究中目睹了星暴后种群的双峰性。此外，我们简要地测试淬火的程度，由于活动星系核反馈。从插图，我们选择了196个星暴星系在z = 0.15，并将它们分为合并后和合并前/骚扰驱动的星暴样本。我们发现，55%的样本没有经历合并在过去的2 Gyr。我们的两个样本都位于宇宙网的细丝区域内的低密度环境中，但是我们发现合并前/骚扰驱动的星爆比合并后驱动的星爆处于更高密度的环境中。我们还发现，合并前/骚扰星爆比合并后的星爆更红，这可能是由环境影响。然而，两者都产生强度相当的核恒星爆发。
2018-06-05 astro-ph.GA
Galaxy Morphology and Star Formation in the Illustris Simulation at z=0
我们研究了光学星系形态如何依赖于质量和恒星形成率（SFR）的Illustris模拟。为此，我们在z=0的10808个模拟星系中测量了自动星系结构，恒星质量为10^9.7 < M_*/M_sun < 10^12.3。我们添加观察现实主义的理想化的合成图像和测量非参数统计的休息帧光学和近红外图像从四个方向。我们发现，插画创造了一个形态多样的星系人口，占据观察到的隆起强度轨迹和再现中值形态的趋势与恒星质量，SFR，和紧凑性。形态学与旋转现实地相关，下面的分类方案提出了运动学调查。类型分数作为环境的函数与数据大致一致。这些结果意味着，质量，恒星形成和星系结构之间的连接自然产生的模型匹配全球恒星形成和晕占领功能时，用精确的方法模拟。这就提出了一个问题，即如何构建星系调查实验，以更好地区分模型。我们预测，在10^12 M太阳附近的固定晕质量，盘主导的星系比膨胀主导的星系有更高的恒星质量，一个可能的结果的插图反馈模型。在M_* ~ 10^11 M_sun的插画星系具有合理的大小分布，而在M_* ~ 10^10 M_sun的插画星系的半光半径比观测值大两倍。此外，在M_* ~ 10^10.5-10^11 M_sun，一个相关的部分的插画星系具有明显的“环状”特征，这样的亮像素具有异常宽的空间范围。
2015-10-21 astro-ph.GA
Star Formation Rates, Metallicities, and Stellar Masses on kpc-scales in TNG50
本研究基于IllustrisTNG模拟，分析z=0处大质量星系千秒差距尺度的分辨标度关系，发现rSFMS斜率偏平缓或因AGN反馈高估，rMZR与观测吻合，且rSFMS源于SK定律与局地气体关系，局地漏箱模型可解释相关关系且支持低净外流率。
2025-09-05 astro-ph.GA
The star formation main sequence and stellar mass assembly of galaxies in the Illustris simulation
理解驱动恒星形成的物理过程是星系形成模型的一个关键挑战。在这篇文章中，我们研究了恒星形成率（SFR）和恒星质量之间的紧密相关性在一个给定的红移星系，晕生长如何影响恒星形成，以及恒星形成历史的个别星系。我们研究这些问题使用的是一个最先进的宇宙流体动力学模拟星系形成的Illustris。在红移z=0和z=4时，Illustris再现了观测到的SFR和恒星质量之间的关系（恒星形成主序列; SFMS），但在中等红移z~2时，模拟的SFMS的归一化值明显低于观测报告的值。该关系中的散射与观察到的散射一致。然而，上面的SFR恒星质量关系的异常值的分数是比观察到的要少。晕质量约为10^{12}太阳质量的Galerkin主导宇宙的SFR密度，与丰度匹配的结果一致。此外，更大质量的星系倾向于在高红移时形成其大部分恒星，这表明在Illustris中发生了“缩小”。我们还研究了单个星系的恒星形成历史，包括使用主成分分析分解。我们发现，对于固定的恒星质量，星系形成较早，有更大质量的黑洞在z=0，表明恒星形成和黑洞的增长是紧密相连的过程中的插图。虽然许多正常恒星形成星系的性质在Illustris模拟中得到了很好的再现，但形成一个真实的星群可能需要更高的分辨率，并且可能需要更复杂的恒星形成和恒星和黑洞反馈的处理。
2014-12-18 astro-ph.GA
Cold Gas in Massive Galaxies as A Critical Test of Black Hole Feedback Models
黑洞反馈在现代半解析模型和流体动力学模拟中被广泛应用，作为大质量星系中恒星形成猝灭的关键配方。随着围绕黑洞吸积和反馈的理论细节不断完善，各种反馈模型已在模拟中实现，其结果存在显着差异。然而，大多数这些模拟都成功地再现了一些观测，如恒星质量函数和恒星形成率密度在本地宇宙。我们利用最近观测到的中性氢气质量（包括${\rm H_2}$和${\rm HI}$）随大质量中心盘星系恒星形成率的变化作为黑洞反馈模型的关键约束，进行了多次模拟。我们发现，IllustrisTNG的预测与观测结果的一致性远远好于在这项工作中测试的其他模型。这有利于IllustrisTNG对活动星系核的处理--其中动能风是由黑洞以低吸积率驱动的--在我们测试的星系核中更合理。反过来，这也间接地支持了这样一种观点，即在本地宇宙中的大质量中央盘星系群可能被AGN反馈淬灭。
2022-02-03 astro-ph.GA
Automated Distant Galaxy Merger Classifications from Space Telescope Images using the Illustris Simulation
我们提出了基于图像的星系合并的演化从插图宇宙学模拟在12个时间步长超过0.5 < z < 5。为此，我们创建了大约100万张哈勃太空望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜的合成深空图像，并测量了常见的形态指标。使用合并树，我们评估的方法，以观察选择合并与恒星质量比低至10：1完成+/- 250万年的模拟观测。我们确认，常见的一维或二维统计选择合并定义的纯度和完整性低，导致高统计误差。作为替代方案，我们训练基于5-10个输入的红移相关随机森林（RF）。交叉验证表明，RF产生优越的，但仍然不完美，测量的后期合并分数，他们选择更多的合并在膨胀为主的星系。当应用于CANDELS形态目录时，RF估计合并率至少增加到z = 3，尽管比理论预期高两倍。这表明反馈决定的形态可能不匹配，但肯定了星系合并演化的基本理解。RF在0.5 < z < 3时实现大约70%的完整性，并且纯度从z = 0.5时的10%增加到z = 3时的60%。在早期，训练集是不够的，激励更大的模拟和更小的时间采样。通过将大型调查和大型模拟相结合，这种机器学习技术提供了一个很有希望的机会，可以教我们关于星系演化的推论的优点和缺点。
2019-04-12 astro-ph.GA
The impact of galactic properties and environment on the quenching of central and satellite galaxies: A comparison between SDSS, Illustris and L-Galaxies
我们量化的影响，各种银河系和环境的属性淬火的恒星形成。我们整理了斯隆数字巡天数据第7版（SDSS DR 7）中的$\sim$ 40万个中央星系和$\sim$ 10万个卫星星系的样本。具体地说，我们考虑了中心速度色散（$σ_{c}$），恒星，晕，球和盘质量，局部密度，球对总的比率，集团中心距离和星系晕质量比。我们开发和应用一种新的统计技术来量化的淬火分数（$f_{\rm Quench}$）的变化的一个参数的影响，而保持其余的参数固定。对于中心，我们发现，$f_{\rm Quench} - σ_{c}$的关系是紧密和陡峭的比任何其他变量考虑。我们比较的Illustris流体动力学模拟和慕尼黑半解析模型（L-Galerkin），发现我们的结果中心是定性一致的淬火通过无线电模式活动星系核反馈的预测，暗示在这个过程中的可行性，解释我们的观测趋势。然而，我们也发现的证据表明，淬火在L-半乳糖苷是太有效，淬火在插图不够有效，相比观察。对于卫星，我们发现强有力的证据表明，环境影响其淬火分数在固定的中心速度分散，特别是在较低的质量。在更高的质量，卫星的行为完全相同的中心，在他们的淬火。在考虑的环境参数中，在固定的中心速度色散下，局部密度对卫星猝灭分数的影响最大。
2016-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the Fluctuating Gunn-Peterson Approximation Using Lyman-$α$ Forest Tomography at $z=2$
波动Gunn-Peterson近似（FGPA）是一种常用的方法，用于从$N$ -体模拟的物质密度场生成模拟Lyman-$α$（Ly $α$）森林在宇宙正午（$z\gtrsim 2$）的吸收串，而无需运行昂贵的流体动力学模拟。受最近的发展，在三维IGM层析观测以及物质密度场重建技术应用于星系红移样品在$z\sim 2$，我们研究的可能性，直接检查之间的关系的Ly $α$传输和底层的物质密度场的观测测试FGPA。具体来说，我们分析了EAGLE，Illustris，IllustrisTNG和Nyx宇宙学流体动力学模拟，这是用不同的代码和子网格模型运行。虽然FGPA是一个很好的描述IGM在较低的密度区域，在较高的密度的透射密度分布的斜率显着影响的反馈过程，导致FGPA打破在该制度。即使没有额外的反馈，我们发现显着的偏差所产生的非线性结构增长的流体动力学效应。然后，我们继续使用现实的模拟数据进行比较，假设最近的CLAMATO调查的视线采样和光谱特性，并发现这将是具有挑战性的FGPA和流体动力学模型与当前的数据集之间的辨别。然而，未来超大型望远镜的改进视线采样或斯巴鲁PFS等多路分光调查的大量数据应该允许对FGPA进行严格的测试，并有可能检测星系反馈对IGM的影响。
2022-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
CAMELS Environments: The Impact of Local Neighbours on Galaxy Evolution across the SIMBA, IllustrisTNG, ASTRID, and Swift-EAGLE Simulations
University of Connecticut（康涅狄格大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Yale University（耶鲁大学）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究通过CAMELS模拟探讨环境对银河系演化的影晌，发现不同模型中环境效应存在差异，高密度环境可能抑制或促进恒星形成。
2026-01-09 astro-ph.GA
A study of stellar orbit fractions: simulated IllustrisTNG galaxies compared to CALIFA observations
受最近发现的运动学“哈勃序列”的启发，260个CALIFA星系的恒星轨道圆度分布显示，我们利用一个可比的星系样本在z = 0与恒星质量范围从5E 9到5E 11太阳质量，从IllustrisTNG模拟中选出的恒星，并研究它们的恒星轨道组成与其他一些基本星系性质的关系。我们发现，TNG 100模拟广泛地再现了观测到的不同轨道分量的分数及其对恒星质量的依赖性。特别是，运动学温暖和热的轨道的光度分数的平均质量的依赖关系，以及复制模型的不确定性内观察到的星系。模拟还在很大程度上再现了在1- 2 E10太阳质量的恒星质量下观察到的峰值和谷值特征，分别在冷轨道和热轨道分数的平均分布中，表明在超过这样的质量范围的更多和更少质量的星系中，更冷的轨道和更热的轨道。在模拟和观测之间可以看到几个微小的分歧：模拟星系中低于（高于）6 E10太阳质量恒星质量的（反向旋转）部分系统地高于观测数据< 10%（绝对轨道分数）;在任何给定的星系质量下，模拟似乎也会产生冷轨道部分的更多散射，而非冷轨道部分的散射较少。可能的原因，从所采用的加热机制进行了讨论。
2019-05-27 astro-ph.GA
Baryonic effects on the matter bispectrum
物质的大尺度成团受到重子物理，特别是活动星系核反馈的影响。模拟或减轻这种影响对于充分利用即将进行的宇宙剪切测量和其他大尺度结构探测至关重要。我们研究重子对物质双谱的影响，使用测量从一个选择的国家的最先进的流体动力学模拟：IllustrisTNG，Illustris，EAGLE和BAHAMAS。我们确定了一个低红移增强的双谱，峰值在$k\sim 3h\,{\rm Mpc}^{-1}$，这是目前在几个模拟，并讨论它如何可以与活动星系核反馈的演化性质在晚些时候。这种增强并没有出现在物质的功率谱中，因此代表了两点和三点统计之间简并性突破的一个新来源。此外，我们提供了这些测量的其他方面的物理解释，并从微扰理论，经验拟合公式和响应函数形式主义的预测进行初步比较。我们公开发布我们的测量结果（包括由于样本方差导致的不确定性估计）和双谱测量代码，作为社区的资源。
2020-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the unique evolutionary mechanisms of massive quiescent galaxies in the epoch of reionisation
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；JWST Australia Data Centre [JADC], Swinburne Advanced Manufacturing and Design Centre [AMDC]（JWST澳大利亚数据中心，斯威本先进制造与设计中心）
研究再电离时期高质量静止星系的演化历史，发现抑制反馈机制下星系快速形成并持续增长，为未来观测和模拟研究提供指导。
2026-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
EAGLE and Illustris-TNG predictions for resolved eROSITA X-ray observations of the circumgalactic medium around normal galaxies
在EAGLE和Illustris-TNG流体动力学模拟中，我们模拟了与星系相关的邻近热X射线日冕的叠加观测。开发了一个正演模拟管道来预测4年的eROSITA观测和叠加图像分析，包括仪器和天体物理背景的影响。我们提出了一个实验，堆叠z~0.01星系由特定的恒星形成率（sSFR）分离，以检查如何热（T>=10^6 K）环星系介质（CGM）不同的高和低sSFR星系。模拟结果表明，低质量（M *~10^{10.5} Msol）、高sSFR（定义为sSFR排名前1/3）的中心星系的热CGM在银河系中心半径r~30-50 kpc范围内是可探测的。这两个模拟都预测了低sSFR星系（sSFR的三分之一）在固定恒星质量下的较低光度，其中Illustris-TNG预测高sSFR星系周围的日冕比EAGLE亮3倍。这两个模拟都预测了以高质量（M_*~10^{11.0} Msol）星系为中心的星系堆在r~150-200 kpc范围内可探测到的辐射，EAGLE预测了更明亮的X射线晕。扩展软X射线光度与维里半径（f_{CGM}）内的环星系气体质量有很强的正相关性。先前对这两种模拟的分析已经确定，f_{CGM}主要由黑洞生长驱动的排斥反馈减少，这通过抑制ISM的补充来抑制星系的生长。这两个模拟都预测eROSITA堆栈不仅应该第一次决定性地探测和解决L^* 星系周围的热CGM，而且还提供了一个强有力的探测重子循环如…
2020-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
