The cosmic abundance of cold gas in the local Universe
我们确定的宇宙丰度的分子氢（H2）在本地宇宙的xCOLD气体调查。为了将H2质量函数限制在低质量，并校正xCOLD GASS巡天中恒星质量下限10^9 Msun的影响，我们使用了一种基于恒星形成速率和气体质量之间观测到的标度关系的经验方法。我们还使用xGASS调查约束HI和HI+H2质量函数，并将其与来自ALCAFA调查的HI质量函数进行比较。我们发现，在局域宇宙中，分子气体的宇宙丰度为Ω_H2 =（5.34+/-0.47 x10 ^-5 h^-1。分子气体占冷气体总丰度的19.6 +/- 3.9%，Omega_HI+H2=（4.66+/-0.70 x10 ^-4 h^-1.恒星质量超过10^9 Msun的星系占本宇宙分子气体的89%，而相比之下，这些星系只包含73%的冷原子气体（由HI 21 cm线追踪）。xCOLD GASS CO、分子气体和冷气质量函数以及Omega_H2测量为星系演化模型提供了约束，并有助于锚定盲ALMA和NOEMA调查，试图确定高红移下分子气体的丰度。
2020-02-12 astro-ph.GA
The Low Redshift Circumgalactic Medium in Simba
我们研究的性质的低红移环星系介质（CGM）周围的恒星形成和淬火星系的辛巴宇宙流体动力学模拟，重点比较HI和金属线吸收的观测COS晕和COS矮调查。晕重子分数通常是宇宙分数的$\lesssim 50\%$，这是由于低质量时的恒星反馈和高质量时的喷流模式活动星系核反馈。淬冷星系的CGM中重子和金属是$\gtrsim 90\%$热气体，而恒星形成星系的CGM是多相的。热的CGM气体金属丰度较低，而温的和冷的CGM气体金属丰度接近银河系气体。在Simba恒星形成星系的匹配样本周围，HI和选定的金属线（MgII，SiIII，CIV和OVI）的等效宽度，覆盖分数和总路径吸收与COS-Halos和COS-Dwarfs观测到的$\lesssim 0.4$ ~dex基本一致，取决于离子和假设的电离背景。在匹配的淬灭星系周围，所有离子的吸收都较低，HI吸收明显低于预测。金属线吸收对光电离背景的选择很敏感;假设最近的背景，Simba匹配OVI，但低估了低离子，而较旧的背景匹配低离子，但低估了OVI。Simba再现了在恒星形成和淬灭星系周围观察到的OVI吸收的二分法。CGM金属主要来自恒星反馈，而喷流模式AGN反馈减少吸收，特别是对较低的离子。
2021-09-06 astro-ph.GA
Cosmological simulations of the circumgalactic medium with 1 kpc resolution: enhanced HI column densities
环星系介质（CGM），即星系周围的气体晕，既是星系生长的气体储存库，也是星系风排出的气体储存库。大多数宇宙学的流体动力学模拟将计算工作集中在星系本身，并对CGM进行更粗糙的处理，这意味着小尺度结构无法解决。我们绕过这个问题，运行放大模拟银河系质量的星系与标准的质量细化和额外的统一空间细化维里半径内。这导致在一个详细的气体晕在前所未有的（1千秒差距）均匀的分辨率，只有适度增加计算时间。空间分辨率的提高不会影响中央星系或CGM的平均密度。然而，它大大改变了中性氢柱密度的径向分布，这是在银河中心半径大于40千秒差距增强。莱曼极限系统在150 kpc内的覆盖率几乎增加了一倍。因此，我们得出结论，CGM的一些观测性质是强烈的分辨率依赖。在不增加星系分辨率的情况下增加CGM的分辨率，是一种有前途的和计算效率高的方法，可以推动最先进的模拟的边界。
2018-10-05 astro-ph.GA
The COS-Halos Survey: Origins of the Highly Ionized Circumgalactic Medium of Star-Forming Galaxies
扩散晕气体对星系重子预算的总贡献很大程度上取决于它的主要电离态。在本文中，我们解决的物理条件，在高度电离环星系介质（CGM）跟踪的OVI吸收线观测到的COS-Halos光谱。我们分析了所观察到的离子柱密度，吸收线宽度和相对速度，以及NV/OVI的比率为39拟合Voigt配置文件组件的OVI。我们比较这些数量与广泛的电离模型给出的预测。光电离模型，只包括河外紫外背景辐射被排除;保守地说，NV/OVI的上限和N $_{\rm OVI}$的测量意味着非物理的大路径长度> 100 kpc。此外，非常广泛的OVI吸收（b > 40 km s $^{-1}$）是一个定义的特征CGM的恒星形成的L* 星系。我们强调了两个可能的起源为大部分观察到的OVI：（1）高度结构化的气体云主要由当地的高能量源或（2）气体辐射冷却大尺度背后的超音速风。大约20%的环银河OVI不与$\pm$ 50 km s $^{-1}$内的任何低电离态气体对齐，并且仅在M $_{\rm halo}$ < 10 $^{12}$ M $_{\odot}$的晕中发现。我们认为，这种类型的不匹配的OVI吸收跟踪热电晕本身的特征温度为10 $^{5.5}$ K。我们讨论了这些非常不同的物理起源的动力学状态，气体冷却速率，和总重子含量的L* 气体晕的影响。
2016-11-15 astro-ph.GA
UV Absorption Line Ratios in Circumgalactic Medium at Low Redshift in Realistic Cosmological Hydrodynamic Simulations
利用高分辨率的宇宙流体动力学模拟，我们调查了各种紫外线吸收线在环星系介质中的恒星形成星系在低红移，希望检查和减轻所声称的观测难题的NV OVI吸收剂的比例，除其他外。我们发现一个令人满意的协议之间的模拟和现存的观测数据，以下四个线对检查，NV/OVI，SiIV/OVI，NIII/OVI和NII/OVI的比率。对于涉及氮线的对，我们研究了两种情况下的氮丰度，一个恒定的N/O比和其他不同的N/O比，与后者的动机由理论考虑两个不同的合成来源的氮，是独立的经验验证。沿着一个单独的矢量，对于所有的线对，我们检查两种情况下的辐射场，一个与Haardt-Madau背景辐射场和另一个额外的本地辐射场来源于热气体在宿主星系。在所有情况下，双样本Kolmogorov-Smirnov检验均显示出良好的一致性。我们发现，模拟和观察之间的明显协议将受到强烈的考验，如果大部分目前的上限的各种线比变成实际的检测。我们发现，观察灵敏度增加0.2 dex将已经开始显着约束模型。
2016-09-12 astro-ph.GA
The COS CGM Compendium. III: Metallicity and Physical Properties of the Cool Circumgalactic Medium at z<1
我们描述了152个z<1强Lya森林系统（SLFS，15<log N（HI）<16.2的吸收体）样品中冷光电离气体的金属丰度和物理性质。该样本来自我们的COS环星系介质（CGM）纲要（CCC），这是一项针对z<1星系周围HI选择的环星系气体的紫外线调查，目标是262个吸收体，15<log N（HI）<19。结果表明，在z<1时，SLFS的金属丰度概率分布函数是单峰的，偏向于低金属丰度，平均值和中位数分别为[X/H]=-1.47 $和-1.18 dex。[X/H]<-1.4的极贫金属气体代表15<log N（HI）<18的吸收剂群体的约一半。因此，在z<1的星系周围存在着重要的原始（尽管不是原始）气体库。z<1星系周围的光电离气体是高度不均匀的，这是基于观测到的金属丰度范围很广（-3<[X/H]<+0.4），并且沿着同一视线，大多数密集的吸收体（Dv<300 km/s）的金属丰度变化很大（2到25倍）。这些吸收体表现出复杂的演化与红移和HI柱密度，我们确定微妙的宇宙演化影响的解释的金属丰度分布和比较与其他的吸收体样品。我们讨论了CCC吸收体的物理条件和宇宙重子和金属收支。最后，我们将CCC的结果与最近的宇宙学变焦模拟进行了比较，并探讨了EAGLE高分辨率模拟中15<log N（HI）<19吸收体的起源。
2019-09-01 astro-ph.GA
Role of Cosmic Rays in the Circumgalactic Medium
我们探讨了宇宙射线（CR）对形成中的10^12兆太阳晕的宇宙学自适应网格细化模拟的影响，重点是环星系介质（CGM）及其产生的低红移结构和成分。与有恒星形成和能量反馈但没有CR的运行相反，包含CR的运行具有大量富含CR和金属的CGM，大约为0.1 Zsolar，这要归功于来自磁盘的强大，持续的流出。包含CR的CGM还具有比非CR运行在低至10^4 K的较低温度下更多的扩散气体，扩散材料通常从CR质子流体接收其大部分压力支持。我们比较了最近对L ~ L* 星系的CGM在低红移的观测，包括背景类星体光谱中的紫外吸收线。富含金属的CR驱动风和大片CR压力支持的较冷扩散气体的组合导致CGM比非CR运行更好地匹配COS-Halos（用于HI，SiIV，CIII和OVI）的数据。我们还比较了我们的模型，最近，初步观察弥漫伽马射线发射在本地组晕。对于我们的较低CR扩散运行（kappa_CR在0.3至1 x 10^28 cm^2/s范围内），CR富集CGM产生不一致的高水平伽马发射。但是，kappa_CR = 3 x 10^28 cm ^2/s的相对较高的模型提供的伽马射线光度与FERMI观测到的河外伽马射线背景一致，并且与M31的CGM发射的初步测量结果大致一致。
2015-11-16 astro-ph.GA
Most of the cool CGM of star-forming galaxies is not produced by supernova feedback
大量的气体驻留在星系晕，所谓的环星系介质（CGM）的特性，是至关重要的理解宇宙时间的星系演化。在这里，我们专注于冷却（$T\sim10^4$ K）阶段的这种介质周围的恒星形成星系在本地宇宙中，其属性和动力学知之甚少。我们开发了半解析参数模型来描述冷CGM作为从中央星系流出的气体云，由于超新星爆炸的光盘（星系风）。星云的运动是由星系的引力和与高温（$T\sim10^6$ K）日冕气体的相互作用驱动的。通过一个babetical分析，我们比较了我们的模型的预测与COS-Halos和COS-GASS调查的数据，它提供了准确的运动学信息的冷CGM周围的40多个低红移恒星形成的星系，探测距离到星系维里半径。我们的研究结果清楚地表明，超新星驱动的外流模型是不适合描述冷环星系气体的动力学。事实上，为了重现这些数据，我们需要极端的场景，初始流出速度和质量加载因子将导致超新星与气体之间的非物理高能量耦合，并且超新星效率大大超过1。这强烈地表明，由于流出不能再现大部分的冷气体吸收，后者可能是宇宙流入的结果，在外部星系晕，类似于我们以前发现的早期类型的星系。
2020-12-01 astro-ph.GA
Resolving small-scale cold circumgalactic gas in TNG50
利用高分辨率的TNG 50宇宙磁流体动力学模拟研究了中等红移（z~0.5）大质量星系（M* > 10^11 Msun）周围冷环星系介质（CGM）气体的性质和起源。我们发现了一个显着丰富的小规模，冷气体结构的CGM的“红色和死亡”的椭圆系统，中性HI和MgII跟踪。晕可以容纳成千上万个离散的吸收云，其大小为千秒差距或更小。利用拉格朗日示踪分析，我们表明冷云的形成是由于强烈的drho/rho >> 1的气体密度扰动刺激热不稳定性。这些局部超密度触发了从~10^7 K的热维里化背景介质到~10^4 K的辐射低效云的快速冷却，在全球晕不满足经典的tcool/tff < 10标准的情况下，这些云充当宇宙学上长寿命的“受激冷却”种子。此外，这些小云团主要由磁压而不是热压控制，等离子体β << 1，这表明磁场可能起着重要作用。冷云的数量和总质量都随着分辨率的增加而增加，TNG 50的质量约为8 × 10^4 Msun，使我们观测到的约几百pc的小尺度CGM结构得以形成。最后，我们对COS-LRG，LRG-RDR，COS-Halos和SDSS LRG调查的观测结果进行了初步比较。我们广泛地发现，我们最近的高分辨率宇宙学模拟产生了足够高的覆盖率的扩展，冷气体观察到围绕大质量星系。
2020-08-18 astro-ph.GA
The COS CGM Compendium. IV. Effects of Varying Ionization Backgrounds on Metallicity Determinations in the z < 1 Circumgalactic Medium
基于吸收线测量的环星系气体金属丰度估计通常需要光电离建模来解释看不见的电离状态。我们探讨了极紫外背景（EUVB）辐射的不确定性对z < 1环星系介质（CGM）金属丰度测定的影响。特别是，我们研究如何的不确定性的幂律斜率的EUV辐射，$\mathrm{α_{EUVB}}$，从活动星系核影响金属丰度估计在一个样本的34个吸收HI柱密度之间的15.25 < log（$\mathrm{N_{HI}}$ / $\mathrm{cm^{-2}}$）< 17.25和测量的金属离子柱密度。我们证明了金属丰度估计值对活动星系核$\mathrm{α_{EUVB}}$在低红移（z < 1）下EUV幂律斜率变化的敏感性，表明导出的吸收体金属丰度平均增加约0.3 dex，因为EUV斜率从$\mathrm{α_{EUVB}}$ = -2.0硬化到-1.4。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗抽样的光电离模型与$\mathrm{α_{EUVB}}$作为一个自由参数，以获得这些吸收剂的金属丰度。目前的样本吸收器不提供一个强大的约束的斜率，$\mathrm{α_{EUVB}}$，本身，我们将讨论如何未来的分析可能会提供更强的约束。边缘化的背景斜率的不确定性，我们发现金属丰度测定的平均不确定性从0.08德克斯增加到0.14德克斯时，从一个固定的EUVB斜率切换到一个自由变化。因此，我们表明，EUVB的不确定性可以包括在电离模型…
2022-04-22 astro-ph.GA
On the detectability of visible-wavelength line emission from the local circumgalactic and intergalactic medium
我们描述了一种新的方法来研究星系际和环星系介质中的本地宇宙：通过窄带成像的超低表面亮度的可见光波长线发射的直接检测。我们使用流体动力学宇宙学模拟EAGLE来研究这种发射在低红移（$z$ $\lesssim$ 0.2）的预期亮度。扩展晕中的H $α$发射（类似于在高红移星系周围检测到的扩展Ly $α$晕/斑点）具有$\gtrsim700$光子cm $^{-2}$ sr $^{-1}$ s $^{-1}$到$\sim$ 100 kpc的表面亮度。模拟观测表明，配备了最先进的窄带滤光片的蜻蜓长焦阵列可以在$\sim$ 10小时的曝光时间内直接对这些结构成像。这种气体发出的H $α$荧光可以用来对局部紫外背景和星系周围的气体流动施加强约束。探测来自弥漫星系际介质（“宇宙网”）的H $α$发射超出了目前的能力，但使用假设的1000透镜蜻蜓阵列是可能的。
2019-04-16 astro-ph.GA
The Role of Cosmic Ray Transport in Shaping the Simulated Circumgalactic Medium
大多数银河系重子位于银盘之外的弥漫气体中，称为环星系介质（CGM）。虽然最先进的模拟在再现星系盘属性方面表现出色，但许多人都在努力驱动强大的星系风或仅使用热超新星反馈来匹配CGM的观测电离结构。为了解决这个问题，最近的研究已经调用了非热宇宙射线（CR）恒星反馈处方。然而，CR输运的数值方案仍然受到很差的约束。我们探讨了CR运输的选择如何影响模拟CGM的多相结构。我们实现各向异性CR物理的天体物理模拟代码，{ \sc恩佐}和模拟一套孤立的盘星系与不同的处方CR运输：各向同性扩散，各向异性扩散，和流。我们发现，所有这三种传输机制的结果在强大的，富含金属的流出，但不同的温度和电离结构的CGM。各向同性扩散导致空间均匀的温暖CGM，其低估了低离子的柱密度。各向异性扩散形成了一个冷气体库，从银河系中心延伸得更远，但随着距离的增加而迅速分散。CR流将冷却气体投射到200 kpc的半径，支持真正的多相介质。此外，我们发现，流是不太敏感的恒定参数值的变化，如CR注射分数，运输速度和分辨率比扩散。我们的结论是，CR流是一个更强大的实现CR运输和激励需要详细的参数研究CR运输。
2018-10-22 astro-ph.GA
Constraints on cosmic rays in the Milky Way circumgalactic medium from OVIII observations
通过比较OVIII离子吸收谱线的观测结果与分析模型的预测结果，对银河系环星系介质（CGM）中的宇宙线（CR）粒子数进行了约束。对于处于流体静力平衡的CGM，CR的引入抑制了热压力，并且影响OVIII离子丰度。我们探讨的津贴CR压力的比例，热压力（$\rm{P}_{\rm{CR}}/\rm{P}_{\rm{th}}=η$），不同的边界条件，CGM质量含量，光电离河外紫外背景和温度波动。我们发现，$η$的允许最大值是：$η\lesssim10$在PP模型和$η\lesssim6$在IT模型。我们还探讨了$η$的空间变化：上升（$η=Ax$）或下降（$η=A/x$）与半径，其中A是规范化的配置文件。特别是，在适当的温度波动条件下（PP的$σ_{\rm ln T}$较大，IT的较低），CR/热压比下降的模型优于CR/热压比上升的模型。在IT和PP模型的情况下，下降的分布分别允许$A\lesssim8$和$A\lesssim10$，从而在中心区域中容纳大的$η\,(\simeq 200)$值，但不在外部区域中。这些限制，结合来自$γ$射线和射电背景的限制，可以是有用的银河系CGM包括CR人口的模型的建立。然而，更大量的CR可以在冷相中包装，这可能是规避这些限制的一种方式。
2022-04-29 astro-ph.GA
Emission from the circumgalactic medium: from cosmological zoom-in simulations to multiwavelength observables
我们模拟了从星系晕发射的通量，以量化环星系介质（CGM）的亮度。我们使用专门的放大宇宙学模拟与流体动力学自适应网格细化代码RAMSES，这是发展到z=0，并达到最大空间分辨率为380 $h^{-1}$ pc和气体质量分辨率高达1.8 $\times 10^{5} h^{-1} \rm{M}_{\odot}$在dennial地区。我们使用不同谱线（例如Ly $α$，CIV，OVI，CVI，OVIII）的云发射率模型计算CGM中气体的预期发射，考虑UV背景荧光，重力冷却和连续发射。在Ly $α$的情况下，我们还考虑了连续光子的散射。我们将我们的预测与目前的观测结果进行比较，发现在调整Ly $α$逃逸分数后，它们在任何红移处都很好地吻合。我们将模拟观测与FIREBall-2（UV气球光谱仪）和HARMONI（ELT上的可见光和NIR IFU）的仪器模型相结合，以预测使用任一仪器的CGM观测结果，并优化目标选择和观测策略。我们的研究结果表明，在红移为0.7的CGM的Ly $α$发射将与FIREBall-2的明亮星系（NUV $\sim$ 18等）观察，而金属线，如OVI和CIV将仍然具有挑战性的检测。HARMONI被发现非常适合于研究不同红移的CGM与各种示踪剂。
2019-09-05 astro-ph.GA
Not So Heavy Metals: Black Hole Feedback Enriches The Circumgalactic Medium
我们使用宇宙学流体动力学模拟\citep [{ \sc Romulus 25};][]{Tremmel 2017}和一组四个放大的“遗传修饰”银河系质量星系采样不同的演化路径来检查SMBH反馈对CGM的影响。通过对环星系介质中金属元素分布的追踪，我们发现\ion{O}{6}是超大质量黑洞反馈的灵敏指示器。首先，我们计算了模拟银河系质量星系中\ion{O}{6}的柱密度，并与COS-Halos巡天的观测结果进行了比较。我们的模拟结果表明，\ion{O}{6}的列密度在CGM一致的COS-Halos恒星形成和淬火星系。这些结果与来自先前模拟研究的那些结果形成对比，先前模拟研究通常产生不足的\ion{O}{6}的CGM柱密度。我们确定星系的恒星形成历史和组装记录对CGM中\ion{O}{6}的数量几乎没有影响。相反，\ion{O}{6}的柱密度与星系晕质量和BH生长历史密切相关。这组放大的、经过基因改造的银河系质量的星系表明，SMBH将高度富集金属的物质驱赶到其宿主星系的晕中，这反过来又提高了CGM中\ion{O}{6}的柱密度。
2021-05-25 astro-ph.GA
The COS Absorption Survey of Baryon Harbors: Unveiling the Physical Conditions of Circumgalactic Gas through Multiphase Bayesian Ionization Modeling
类星体吸收系统包含了星系际和环星系介质的丰度、电离结构和物理条件等丰富的信息。简单的（通常是单相）光电离模型经常被用来解码这些数据。使用来自重子港COS吸收调查（CASBaH）的五个离散吸收体，其表现出宽范围的检测到的离子（例如，Mg II，S II-S VI，O II-O VI，Ne VIII），我们展示了几个例子，其中单相电离模型不能再现全套测得的柱密度。为了探索模型，可以自我一致地解释不同离子的测量和运动学对齐，我们开发了一个贝叶斯多相电离建模框架，其特征在于离散相由其独特的物理条件，并调查的UV通量场，金属丰度和相对丰度的形状的变化。我们的模型需要至少两个（但更倾向于三个）不同的电离阶段，从$T \approx 10^{4}$ K光电离气体到$T \lesssim 10^{5.8}$ K的温热阶段。对于一些离子，明显的单一吸收“分量”包括来自多于一个相的贡献，并且高达30%的H I不是来自最低电离相。如果我们假设所有的相都是光致电离的，我们就不能在热压平衡中找到解。然而，通过引入更热的碰撞电离相，我们可以实现平衡的压力。最好的模型表明中等的金属丰度，通常与太阳下的N/ $α$，并在两种情况下，电离通量场比基准Haardt和Madau紫外线背景模型更软，更亮。
2020-11-10 astro-ph.GA
An HST/COS legacy survey of high-velocity ultraviolet absorption in the Milky Way's circumgalactic medium and the Local Group
为了表征这种环星系介质（CGM）的吸收特性及其与LG的关系，我们提出了迄今为止最大的调查银河系高速云（HVC）使用档案紫外（UV）光谱的河外背景源的金属吸收。紫外线数据是由哈勃太空望远镜（HST）上的宇宙起源光谱仪（COS）获得的，并由中性氢的21厘米射电观测补充。沿着270条视线，我们测量了速度范围为|v_LSR| =100-500 km·s^-1的HVC中Si II、Si III、CII和CIV谱线上的金属吸收以及相关的HI 21 cm发射。有了这个前所未有的大HVC样本，我们能够改进HVC的统计数据，包括分数、电离条件、小尺度结构、CGM质量和流入速率。首次稳健地确定了高速吸收体的角两点关联函数，系统地分析了天球上的对映视线，并与阻尼莱曼α吸收体（DLAs）和LG的约束宇宙学模拟的吸收特性进行了比较。我们的研究表明，银河系CGM包含足够的气态物质来维持银河系恒星-以目前的水平发展。我们表明，CGM是由离散的气体结构，表现出大规模的运动学与小规模的变化，在物理条件。在银河系的CGM中，麦哲伦流明显主导着高速气体的截面和质量流。可能存在的高速LG气体强调了当地宇宙学环境在银河系内和周围的大规模气体循环过程中的重要作用。
2017-06-21 astro-ph.GA
The hot circumgalactic medium in stacked X-rays: observations vs simulations
本文通过对比EAGLE和SIMBA模拟生成的合成eROSITA观测与堆叠星系X射线数据，发现SIMBA更优但两者均未完全匹配，指出CGM发射差异源于内区密度和外区温度金属丰度，强调需改进AGN反馈模型。
2025-10-07 astro-ph.GA
Circumgalactic Pressure Profiles Indicate Precipitation-Limited Atmospheres for $M_* \sim 10^9$$-$$10^{11.5}\,M_\odot$
宇宙气体在星系中循环进出，但在星系之外，除了环星系云在背景类星体光谱中留下的吸收线外，很难观察到。使用这些线的光电离建模，以确定云的压力，我们发现，星系周围的扩展大气限制的云，并有一个径向压力分布，取决于星系质量。受宇宙中最大星系观测的启发，我们将这些压力测量结果与预测临界压力的模型进行了比较，在临界压力下，较冷的云开始从热大气中沉淀出来，并向中心降雨。我们发现很好的协议，这意味着降水限制适用于星系在很宽的质量范围。
2019-06-14 astro-ph.GA
Direct Insights into Observational Absorption Line Analysis Methods of the Circumgalactic Medium Using Cosmological Simulations
我们研究了环星系介质（CGM）的z=0.54模拟矮星系使用hydroART模拟。我们提出了我们的分析方法，模拟观测，包括客观的吸收线检测，表观光学深度（AOD）的测量，福格特轮廓（VP）分解，电离建模。通过比较从吸收线直接推断的CGM气体性质与由低电离HI和MgII选择的气体，以及由较高电离CIV和OVI吸收，我们研究了观测分析方法如何恢复CGM气体的“真实”性质。在这个矮星系中，低电离气体出现在千秒差距以下的“云”结构中，但高电离气体出现在超过100千秒差距的多个扩展结构中;由于复杂的速度场，高度分离的结构会以相似的速度产生吸收。我们发现，AOD和VP分析未能准确地描述高电离气体的空间，运动学和热条件。我们发现，HI吸收选定的气体和OVI吸收气体出现在完全不同的物理气体结构，质疑目前的观测技术推断金属丰度和总质量的“温暖，热”CGM气体。我们提出了一种方法来确定CIV和OVI吸收气体是光电离还是碰撞电离，以及电离平衡的假设是否合理。正如我们所讨论的，这些和其他发现对目前采用的观测吸收线方法如何准确地恢复真实的气体性质，以及最终我们理解CGM及其在星系演化中的作用的能力具有强烈的影响。
2015-01-28 astro-ph.GA
First results from SMAUG: Uncovering the Origin of the Multiphase Circumgalactic Medium with a Comparative Analysis of Idealized and Cosmological Simulations
我们研究的性质，环星系介质（CGM）在低红移范围内的模拟银河系质量晕。该样本是由七个理想化的模拟，自适应网格细化宇宙放大模拟，和两组50晕恒星形成或静止的星系从IllustrisTNG 100模拟。模拟具有非常不同的设置、分辨率和反馈模型，但以统一的方式进行分析。通过比较CGM特性的中值径向轮廓和质量分布，我们分离出关键的相似性和差异。在这样做的过程中，我们推进了SMAUG（模拟多尺度天体物理学以了解星系）项目的努力，该项目旨在了解固有的多尺度星系形成过程。在宇宙学模拟中，CGM表现出几乎平坦的温度分布，以及广泛的压力和径向速度分布。在理想化的模拟中，当采用强星系反馈模型时，在内部CGM（$\lesssim 0.5 \, r_{\rm 200c}$）中发现了类似的分布，但是外部CGM（$\gtrsim 0.5 \, r_{\rm 200c}$）即使在具有强反馈的模型中也具有更不突出的冷相，以及更窄的压力和速度分布。这种比较分析表明，主导作用的反馈在塑造内部CGM和宇宙学效应，如非球形吸积和卫星星系，在外部CGM的重要性增加。此外，我们的研究结果强调，虽然宇宙学模拟需要捕捉的CGM在大半径的多相结构，理想化的模拟提供了一个强大的框架来研究银河反馈如何与内部CGM相互作用，从而提供了一个可靠的途径来约束反馈处方。
2020-06-29 astro-ph.GA
Exploring the Milky Way Circumgalactic Medium in a Cosmological Context with a Semi-Analytic Model
我们将星系形成和演化的Santa-Cruz半解析模型（SAM）与Faerman等人（2020）提出的环星系介质（CGM）模型相结合，探索了$L^{*}$星系的CGM性质。我们使用SAM产生的样本的星系晕质量类似于银河系（MW）晕，$M_{\rm vir} \approx 10^{12}~{\rm M_{sun}}$，并发现CGM质量和平均金属丰度的样本相关。我们使用CGM质量和SAM星系的金属丰度作为FSM 20模型的输入，并改变非热支持的量。在我们的模型中的密度分布可以近似的幂律函数的斜率范围内的$0.75 < a_n < 1.25$，更高的非热压力导致更平坦的分布。我们探讨了气体压力，分散措施，OVI-OVIII柱密度，和冷却速率的气体分布和总质量的行为。我们发现，CGM质量低于$\sim 3 \times 10^{10}~{\rm M_{sun}}$，光电离有显着的影响，柱密度的OVI和OVIII。不同MW CGM观测结果的组合有利于在热压、磁场/宇宙射线和湍流支持方面具有相似分数的模型，以及具有$M_{\rm gas} \sim 3-10 \times 10^{10}~{\rm M_{sun}}$的模型。MW OVI色谱柱需要$t_{\rm cool}/t_{\rm dyn} \sim 4$，与气体分布无关。SAM中AGN喷流驱动的加热速率足以抵消CGM冷却，尽管恒星形成星…
2021-07-05 astro-ph.GA
The COS-Halos Survey: Metallicities in the Low-Redshift Circumgalactic Medium
本文分析了z~0.2 COS-Halos巡天中13个类星体的新远紫外光谱，它们覆盖了14个环星系介质（CGM）系统的HI莱曼极限。这些数据产生精确的估计或更多的限制比以前的COS晕测量HI列密度NHI。然后，我们应用Monte-Carlo马尔可夫链方法对来自COS-Halos的32个系统进行了估计，在假设光电离与河外紫外背景平衡的情况下，估计了冷（T~10^4K）CGM气体的金属丰度，该气体产生低电离态金属线。主要结果如下：（1）场L* 星系的CGM表现出随着碰撞参量Rperp的增大而减小的HI面密度（在> 99.5%$置信度下），（2）单独通过CGM气体的电离辐射透射率为70+/-7%;（3）冷CGM的金属丰度分布函数为单峰型，中值为1/3 ZSun，在~1/50 ZSun ~ 3XSun之间有95%的区间。贫金属（<1/100 Z_Sun）气体的发生率很低，这意味着沿着类星体视线发现的任何此类气体通常与L* 星系无关;（4）我们发现气体金属丰度随着NHI的下降（>99.9%置信度）而意外增加，因此也随着Rperp的增加。大半径下的高金属丰度意味着早期富集;（5）冷CGM气体质量的非参数估计为M_CGM_cool = 9.2 +/- 4.3 10^10 Msun，这与热CGM的新质量估计一起可能解决银河系重子缺失问题。未来对晕气体的分析应该集中在控制CGM的基本天体物理学上，而不…
2017-02-08 astro-ph.GA
The Cosmic Ultraviolet Baryon Survey (CUBS) IV: The Complex Multiphase Circumgalactic Medium as Revealed by Partial Lyman Limit Systems
我们对宇宙紫外重子巡天（CUBS）中在$z=0.5$发现的中性氢柱密度$N_\mathrm{H\,I}\approx(1-3)\times10^{16}\,\mathrm{cm}^{-2}$的两个部分莱曼极限系统（pLLS）进行了详细研究。利用哈勃空间望远镜宇宙起源摄谱仪提供的远紫外光谱和麦哲伦望远镜MIKE提供的光学阶梯光栅光谱，可以根据跨越五个不同电离阶段的原子种类的解析运动学和丰度比，对弥漫的环银河系气体进行全面的电离分析。这些数据提供了明确的证据，运动学对齐的多相气体，伪装成一个单相结构，只能通过同时考虑所观察到的离子种类的全部范围来解决。这两个系统被分解成多个组件与推断$α$元素丰度变化从$[α/\text{H}]\approx\!{-0.8}$到近太阳和密度跨越二十年从$\log n_\mathrm{H}\mathrm{cm}^{-3}\approx\!-2.2$到$<-4.3$。VLT/MUSE、Magellan/LDSS 3-C和Magellan/IMACS从CUBS计划获得的现有深星系巡天数据显示，$z=0.47$系统距离一个恒星形成星系55 kpc，该星系具有显著的恒星质量巴尔末吸收$M_\star\approx2\times10^{10}M_\odot$，而$z=0.54$系统位于一个过密环境中，在750 kpc的投影距离内有11个星系，其中最大的是一个明亮的…
2021-10-26 astro-ph.GA
Cosmic Ray Mediated Thermal Fronts in the Warm-Hot Circumgalactic Medium
本文研究星系周介质中连接温暖相与炽热相的一维热前沿，揭示宇宙线在热平衡中的主导作用，并通过离子柱密度比与观测对比评估模型适用性。
2024-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Baryon Cycling in the Low-Redshift Circumgalactic Medium: A Comparison of Simulations to the COS-Halos Survey
我们分析了低红移（z~0.2）环星系介质通过比较吸收线数据的COS-Halos调查周围的一个匹配的星系样本从两个宇宙学流体动力学模拟的吸收。这些模型包括了不同的银河系外流公式，即混合能量/动量驱动风（ezw）和恒定风（cw）。我们提取比较直接观测值，包括等效宽度，覆盖因子，离子比，和运动学。这两个风模型一般都与这些观测HI和某些低电离金属线，但显示较差的协议与较高的电离金属线，包括SiIII和OVI，以及COS-Halos观察。这些差异表明，这两种风模型预测太多的冷，富含金属的气体和没有足够的热气体，和/或金属没有充分混合。这可能反映了我们的模型假设喷射流出冷和未混合的气体。我们的ezw模拟包括一个启发式的处方，通过过热其ISM气体来淬灭大质量星系，我们表明这产生了足够低的电离吸收，与观测结果基本一致，但也有大量的OVI吸收与数据不一致，这表明真实宇宙中淬灭星系周围的气体不会冷却。在碰撞参量<50 kpc时，循环风主导了低离子甚至HI的吸收，而OVI几乎总是由超过1 Gyr前的金属喷射引起的。风模型之间的相似性是令人惊讶的，因为我们表明，它们在预测的晕气体的量和相分布上有很大的不同。我们表明，这种相似性主要是由于我们在这里的比较在固定的恒星质量，而不是在固定的晕质量在我们以前的工作，这表明CGM性能更紧密地联系在一起的星系，而不是晕质量的恒星质量。
2015-03-06 astro-ph.GA
The Circumgalactic Medium
本文综述星系周介质（CGM）作为调节星系增长的气体储库，强调其多相特性、化学标记追踪气体起源，并需多波段观测以全面理解其演化。
2024-12-13 astro-ph.GA
From Nuclear to Circumgalactic: Zooming in on AGN-Driven Outflows at z~2.2 with SINFONI
利用深自适应光学辅助积分场光谱技术，在VLT上研究了z~2.2的三个星系K20-ID 5、COS 4 -11337和J 0901 +1814中活动星系核驱动的电离气体外流的空间分辨特性.这些系统探测活动星系核反馈从核到环星系尺度，并提供了独特的见解活动星系核驱动的外流与其宿主星系相互作用的不同机制。K20-ID 5和COS 4 -11337是致密的恒星形成星系，具有强大的$\sim$ 1500 km s $^{-1}$活动星系核驱动的外流，主导其核H $α$发射。流出物似乎对宿主星系的瞬时恒星形成活动没有任何影响，但它们携带了大量的动能，可能会加热晕气体，并可能导致冷气体吸积到星系上的速率降低。来自COS 4 -11337的流出物正以5.4 kpc的距离直接向它的伴星系COS 4 -11363传播。COS 4 -11363显示出激波激发和最近恒星形成活动被截断的迹象，这可能是由COS 4 -11337的外流引起的。J 0901 +1814是引力透镜，给我们一个独特的看法，紧凑（R = 470 $\pm$ 70 pc），相对较低的速度（$\sim$ 650 km s $^{-1}$）活动星系核驱动的外流。J 0901 +1814与COS 4 -11337具有相似的活动星系核光度，这表明外流性质的差异与活动星系核当前的光度无关，而可能反映了外流演化阶段的差异和/或活动星系核电离辐射场与…
2020-04-06 astro-ph.GA
CRexit observed: probing cosmic ray transport in the circumgalactic medium with absorption line spectra
Leibniz institute for astrophysics in Potsdam（波茨坦莱布尼茨天体物理研究所）
研究利用吸收线光谱探测星系际介质中宇宙射线传输，通过高分辨率模拟生成合成光谱测量多种参数，发现有效CR传输速度调节CGM多相结构，不同传输模式下吸收特征不同，为CR传输提供有价值限制。
2026-07-09 astro-ph.GA
Revealing the Milky Way's Hidden Circumgalactic Medium with the Cosmic Origins Spectrograph Quasar Database for Galactic Absorption Lines
每个类星体（QSO）的光谱都包含来自星际介质、盘晕界面和银河系（MW）的环星系介质（CGM）的吸收线特征。通过对132个类星体的哈勃空间望远镜/宇宙起源摄谱仪（COS）光谱的分析，研究了银河系晕中$|v_{\rm LSR}|\leq100$ km/s处SiIV吸收的意义和起源。北部的天然气主要以$-50\lesssim v_{\rm LSR}\lesssim 0$ km/s的速度下降，而南部则没有观察到这种模式。SiIV柱密度的平均值和标准偏差为$\langle N_{\rm SiIV}\rangle=(3.8\pm1.4)\times10^{13}$ cm $^{-2}$。在$|b|\gtrsim 30$程度上，$N_{\rm SiIV}$与$b$没有显著相关性，这不能用通常采用的平板几何结构来解释。我们提出了一个两个组件的模型来重建$N_{\rm SiIV}$ - $b$分布：一个平面平行组件$N_{\rm DH}^{\perp}$占MW的磁盘晕界面和全球组件$N_{\rm G}$再现$b$的弱依赖。我们发现$N_{\rm DH}^{\perp}=1.3^{+4.7}_{-0.7}\times10^{12}$ cm $^{-2}$和$N_{\rm G}=(3.4\pm0.3)\times10^{13}$ cm $^{-2}$的贝叶斯分析和块引导的基础上。全球的组成部分最有可能有…
2019-02-14 astro-ph.GA
On the model of the circumgalactic mist: the implications of cloud sizes in galactic winds and halos
星系周围冷/暖气体的普遍探测表明，环星系介质（CGM）是多相的和动态的。最近最先进的宇宙学星系模拟一般都低估了冷晕气体的柱密度。我们认为，这可能是由于在环银河系空间的空间分辨率和相关的物理尺度的冷气体操作的不匹配。利用半解析计算和一组磁流体动力学（MHD）模拟，我们提出了一个多相模型的气体晕周围的星系，环星系雾（CGm）。CGm模型基于这样的想法，即观测到的冷晕气体可能是嵌入热扩散晕中的冷、致密和小的云团的复合物，类似于陆地上的云和雾。我们表明，由此产生的冷气体从热不稳定性符合$N_{\rm H}\approx 10^{17}\rm{cm^{-2}}$的特征柱密度的预测由$c_s t_{\rm cool}$的分析。该模型揭示了内星系晕中存在大量的冷团块，它们的体积填充因子很小，但覆盖率很大。该模型还自然地产生了冷、暖、热气体的空间范围和差异覆盖分数。为了自洽地模拟星系内CGM和恒星形成的共同演化，未来的模拟必须解决空间分辨率和冷气体特征尺度的不匹配问题。
2018-06-27 astro-ph.GA
Highly filamentary H{\,\small I} gas in the circumgalactic medium and intragalactic medium around NGC 4631
Taiyuan Normal University（太原师范学院）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Peking University（北京大学）
利用FAST和VLA数据，首次探测到星系周/星系际介质中kpc尺度的纤维状中性氢结构，宽度0.5-3.3 kpc，长度6.1-49.8 kpc，并识别出三类纤维，支持多尺度气体耦合。
2026-06-23 astro-ph.GA
Flickering AGN can explain the strong circumgalactic O VI observed by COS-Halos
邻近带化石（PZF）是最近活动的星系核（AGN）周围的电离特征，其中环星系介质中的金属物质在AGN关闭后由于其长的重组时间尺度而保持过电离。我们探索宇宙学变焦流体动力学模拟使用EAGLE模型配对的非平衡电离和冷却模块，包括时变活动星系核辐射模型PZF周围的恒星形成，盘星系在z~0.2宇宙。以前的模拟通常低估了银河系晕的O VI含量，但我们表明，合理的PZF模型增加O VI柱密度2- 3倍，以达到在COS-Halos恒星形成星系周围观察到的水平，达到150 kpc。活动星系核辐射热光度>~10^43.6 erg·s^-1、占空比<~ 10%、活动星系核寿命<~10^6年的模型是最有希望的，因为它们的超大质量黑洞以宇宙学预期的速率生长，而且它们大多表现为不活跃的活动星系核，这与COS-晕一致。核心要求是，典型的恒星形成星系在与高金属离子复合时间相当的时间尺度内拥有一个活跃的活动星系核，环星系O VI的复合时间为10^7年。相比之下，H I由于其低中性分数而更快地返回平衡，并且不显示显著的PZF效应。来自PZF的O-VI吸收特征看起来很窄，表明光电离，并且通常与较低的金属离子物种很好地对齐。PZFs极有可能影响环星系高电离金属线的物理解释，如果像预期的那样，正常星系主机闪烁AGN。
2018-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gamma-ray and radio background constraints on cosmic rays in Milky Way circumgalactic medium
研究了宇宙射线（CR）与银河系弥散环星系气体相互作用产生的强子$γ-$射线辐射和射电同步辐射。我们的目标是约束我们的环银河系介质（CGM）的帮助下，所观察到的各向同性$γ$射线背景（IGRB），其各向异性和无线电连续的CR人口。我们修改了不同的模型CGM气体在流体静力平衡中讨论的文献中，包括宇宙线人口，参数化$η\equiv P_{\rm CR}/P_{\rm th}$。对于最简单的等温模型，虽然IGRB强度允许$η\lesssim 3$，但太阳系偏离中心位置（MW）导致的各向异性排除了所有$η$值。对于沉淀模型，其中CGM气体的冷却以冷却时间与自由下落时间的最佳比率进行调节，而观察到的IGRB强度允许$η\lesssim 230$，观察到的各向异性仅允许非常大的$η$值，为$\gtrsim 100$。射电连续谱限制了降水模型的$η\lesssim 400$，并且不约束等温模型，然而，这些约束通过与CR扩散时间尺度相当的同步辐射损失时间来减轻。这些界限是相关的，目前的数值模拟表明一个显着的CR人口CGM星系MW质量。
2020-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining cosmic ray transport models using circumgalactic medium properties and observables
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Northwestern University（西北大学）
通过研究星系际介质性质和观测数据，约束宇宙射线传输模型的差异和影响。
2025-10-15 astro-ph.GA
Gas flows in the circumgalactic medium around simulated high-redshift galaxies
利用一个新的宇宙学变焦模拟样本，我们分析了红移范围z >= 3的模拟星系周围的环星系气体的性质。这些模拟旨在代表最近用MUSE仪器获得的莱曼α发射体的观测样本（晕质量约为10^10-10^11太阳质量）。我们发现，超新星反馈有显着的影响，流入和流出的环星系介质驱动外流，减少扩散流入率，并通过增加流入气体的中性部分。通过时间上叠加模拟输出，我们发现流入和流出阶段之间发生了显着的净质量交换：没有一个阶段是质量守恒的。特别是，我们发现，在中性流出的氢的质量随半径呈指数下降的气体从晕中心向外流动。这可能是由喷泉式循环过程和流出气体的逐渐光/碰撞电离的组合引起的。我们的模拟没有预测CGM中存在快速移动的中性流出。中性外流则以中等径向速度（约50 km ^-1）运动，大部分动能与切向运动而非径向运动有关。
2017-10-10 astro-ph.GA
The Cosmic Ultraviolet Baryon Survey (CUBS) V: On the Thermodynamic Properties of the Cool Circumgalactic Medium at $z < 1$
本文利用26个星系在红移$z\lesssim1$处的静止坐标系紫外吸收谱线，系统地研究了冷环星系介质（CGM）的光电离和热力学性质。该研究利用背景类星体的高质量远紫外和光学光谱以及深星系红移测量来表征单个吸收成分的气体密度、温度和压力，并解决其内部非热运动。导出的气体密度跨越三十多年，从$\log (n_{\rm H}/{\rm cm^{-3}}) \approx -4$到$-1$，而气体的温度被限制在$\log (T/{\rm K})\approx 4.3\pm 0.3$的窄范围内。此外，气体密度和温度之间的弱反相关被观察到，与预期的气体处于光电离平衡。此外，将观察到的线宽分解为热和非热贡献揭示了与在$z\approx 2$-3处发现的$<20$ %相比，在$z\lesssim 1$处超过30%的组分表现出由非热运动驱动的线宽。归因于所观察到的非热谱线的宽度内集群湍流，我们发现，大规模淬火星系平均表现出较高的非热加宽/湍流能量在其CGM相比，恒星形成星系在$z\lesssim 1$。最后，来自覆盖宽范围电离能的多个离子的强吸收特征（例如，从Mg II到O IV）可以同时存在于具有运动学对齐的组分结构的单个吸收系统中，但是不同相中的推断压力可以相差$\approx 10$倍。
2022-09-02 astro-ph.GA
Direct Images of the Cosmic Web of Intergalactic and Circumgalactic Gas in the Distant Universe
本研究利用专为宽视场极低面亮度观测建造的Condor Array Telescope，首次实现遥远宇宙星系际与星系周气体宇宙网的直接成像，探测到多种离子发射及尘埃吸收信号，为观测宇宙学研究提供新手段。
2024-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Figuring Out Gas & Galaxies in Enzo (FOGGIE). IX: The Angular Momentum Evolution of Milky Way-like Galaxies and their Circumgalactic Gas
本研究基于 FOGGIE 模拟，揭示了类银河系星系、环星系气体及暗物质晕的角动量共同演化规律，发现中心星系与冷气体比角动量共同增长，而各组分角动量普遍不对齐且星系现今方向在晚期才稳定。
2024-09-25 astro-ph.GA
The CO(3-2)/CO(1-0) luminosity line ratio in nearby star-forming galaxies and AGN from xCOLD GASS, BASS and SLUGS
本文研究了25个来自xCOLD GASS巡天的恒星形成星系（SFG）、36个来自BASS的硬X射线选定活动星系核宿主星系和37个来自SLUGS的红外发光星系的邻近（z < 0.05）星系的r31= L 'CO（3-2）/L' CO（1-0）光度线比。我们发现r31的趋势，增加与恒星形成效率（SFE）。我们使用UCL-PDR程序对r31进行了模拟，发现气体密度是影响r31变化的主要参数，而星际辐射场和宇宙线电离率只起次要作用。我们解释这些结果表明SFE和气体密度之间的关系。当星系在SSFR中匹配时，我们没有发现SFG和AGN宿主星系的r31值的差异（<r31>SFG = 0.52 +/- 0.04，<r31>AGN宿主= 0.53 +/- 0.06）。根据UCL-PDR模型的计算结果，X射线对CO谱线比的增加有贡献，但仅限于强X射线通量和高气体密度（nH > 10 $^4$ cm-3）的情况。当我们使用CO（3-2）追踪的分子气体质量表面密度（Pearson相关系数R=0.83）而不是CO（1-0）追踪的分子气体质量表面密度（R=0.78）时，我们发现Kennicutt-Schmidt关系的轻度收紧，但相关性的增加在统计学上不显著（p值=0.06）。这表明CO（3-2）线可以可靠地用于研究高红移正常SFG的SFR和分子气体之间的关系，并与通常的做法，低红移星系的研究进行比较。
2019-12-02 astro-ph.GA
Cosmic Ray Acceleration of Cool Clouds in the Circumgalactic Medium
本文研究了用宇宙射线（CR）加速环星系介质（CGM）中冷（10 $^4$ K）云的一种机制，可能解释了观测到的高速云（HVC）的一些特征。强制CR沿其压力梯度向下流动到低速流动区域导致CR压力显著增加，这可加速CGM。我们提出的第一个二维磁流体动力学（MHD）模拟的结果，这种“CR瓶颈”，扩展在一维从\cite{wiener17a}简单的模拟。虽然需要更多的调查，我们发现两个主要结果。首先，这些云的界面中的辐射冷却足以使云不受CR波加热的影响。第二，云加速度依赖于几乎线性注入CR通量在较低的值（相当于预期从银河系的恒星形成率），但规模次线性在较高的CR通量在一维模拟。2D模拟显示在高CR通量的次线性依赖的暗示，但与纯线性依赖的CR通量测试是一致的。因此，将CGM中的冷云加速到数百km s $^{-1}$的速度是合理的。
2019-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Panchromatic Circumgalactic Medium
银河系被扩展的大气层所包围，通常被称为环星系介质（CGM），是银河系生态系统中最不了解的部分。CGM作为一个水库的扩散，贫金属的气体从星系间介质吸积，富金属的气体，要么从星系喷射的能量反馈或剥离从下落的卫星。因此，CGM在经验上是多阶段的并且在动力学上是复杂的。在过去的十多年中，在观测宇宙线/B场以及CGM的各个阶段方面取得了重大进展。但一些基本问题仍有待回答。首先，CGM的能量、质量和金属含量是多少？更具体地说，它们在空间上是如何分布和划分在不同的组件中的？此外，它们是如何与宿主星系的性质和它们的全球集群和星系间介质环境联系在一起的？最后，CGM的起源、状态和生命周期是什么？这个问题探讨了CGM的动态。在这里，我们说明了如何解决这些问题的CGM的多波长观测。
2019-03-26 astro-ph.GA
Evidence for a Rotational Component in the Circumgalactic Medium of Nearby Galaxies
我们目前的研究结果比较的相对速度$\rm Lyα$吸收附近的星系盘在本地宇宙（$z \leq 0.03$）的旋转速度。我们使用南部非洲大望远镜通过长缝光谱获得了8个星系的旋转曲线，并将该数据集与另外16个星系和文献数据结合起来。每个星系都出现在类星体视线的$3R_{\rm vir}$范围内，并带有存档的宇宙起源摄谱仪（COS）光谱。我们研究了吸收体相对于邻近星系旋转的速度取向，并与Steidel等（2002）的整体晕模型和一个新的圆柱形Navarro-Frenk-White星系晕模型的结果进行了比较，以解释这些数据在通过一维类星体吸收线光谱探测三维星系晕的背景下。相对于这些模型，我们发现，高达$59\pm5\%$的$\rm Lyα$吸收剂的速度一致的共同旋转。我们发现$\rm Lyα$的共同旋转的分数减少与星系光度（$L^*$）和碰撞参量在一个独立的模式。我们报道了反旋转吸收体和在发光星系（$L \gtrsim 0.5 L^*$）附近发现的吸收体大多具有低多普勒$b$参数（$b \lesssim 50$ km $\rm s^{-1}$）。与共旋转一致的吸收体显示出宽范围的多普勒$b$参数。最后，我们发现一个很强的协旋分数和星系倾角，这是在最近的金属线运动学研究，并建议环星系介质的运动学和几何分布是复杂的和多相的之间的关系。
2020-06-16 astro-ph.GA
ARCHITECTS II: Impact of subgrid physics on the observable properties of the circumgalactic medium
Yonsei University（延世大学）；Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574, ENS de Lyon, Univ. Lyon, CNRS（里昂天体物理研究中心，里昂高等师范学校，里昂大学，法国国家科学研究中心）；Aix Marseille Univ., CNRS, CNES, LAM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，法国国家空间研究中心，拉格朗日天文台）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（卡普坦天文研究所，格罗宁根大学）
ARCHITECTS II研究不同子格模型对星系际介质可观察性质的影响，发现机械反馈模型能较好再现CIV覆盖分数，但HI、MgII等覆盖分数仍受未解析热结构和金属不足影响。
2026-02-13 astro-ph.GA
The hidden circumgalactic medium
重子进出星系的循环是最终推动星系形成和演化的原因。环星系介质（CGM）代表了星际介质和宇宙网之间的界面，因此它的性质直接受重子循环的影响。虽然传统上CGM被认为是由温暖和炎热的气体，最近的突破提出了一个新的方案，根据它的质量的一个重要部分可能驻留在冷原子和分子相。这将代表恒星形成的现成燃料，对星系中的馈送和反馈过程具有重要意义。然而，这样的冷CGM，特别是在本地星系，其在天空中的投影大小预计是几个角分，不能成像的ALMA由于干涉空间尺度滤波的大尺度结构。我们发现，探测多相CGM，包括其最冷的组件的唯一方法是通过一个大的（例如50米）单碟（分）毫米望远镜。
2019-03-11 astro-ph.GA
IGM-Vis: Analyzing Intergalactic and Circumgalactic Medium Absorption Using Quasar Sightlines in a Cosmic Web Context
我们介绍IGM-Vis，一种新颖的天体物理可视化和数据分析应用程序，用于研究星系及其周围的气体，以及它们的大尺度环境，宇宙网。环境是星系从活跃的恒星形成演化到静止状态的一个重要因素，即使有，也很少有可辨别的恒星形成活动。星系的气体晕（环星系介质，CGM）在它们的演化中起着关键作用，因为恒星形成所需的气体和任何从广泛观测到的星系风中喷出的气体都必须遇到星系和星系际介质（IGM）之间的界面区域。我们提出了一个分类的任务通常采用IGM/CGM研究通知的天体物理学家在不同的职业水平的调查，并演示了这些任务是如何通过使用我们的可视化软件来促进。最后，我们通过两个深入的用例来评估IGM-Vis的有效性，这些用例描述了使用IGM/CGM数据的真实分析会话。
2019-04-25 astro-ph.GA astro-ph.IM
Cool circumgalactic gas of passive galaxies from cosmological inflow
星系的环星系介质（CGM）由多相气体组成，其组分的温度非常不同，从$10^ {4}$ K到$10^ {7}$ K。关于这种介质最大的谜团之一是在静止的早型星系（ETG）周围存在大量的低温（$T\sim10^4$ K）气体。使用半解析参数模型，我们描述了大规模的，低红移ETG周围的冷CGM作为宇宙学吸积的气体到他们的暗物质晕，导致云从晕的外部流入中央星系。我们将我们的预测与COS-LRG合作的观测结果进行了比较。我们发现，流入模型可以成功地再现所观察到的运动学，吸收器的数量和列密度的冷气体。我们的MCMC拟合返回了大约$10^5\ \rm{M}_{\odot}$的冷云的质量，并表明它们必须在其旅程中蒸发，由于与热气体的流体动力学相互作用。我们的结论是，ETG晕中存在的冷气体可能无法到达中心区域并为星系恒星的形成提供食物，从而解释了为什么这些被动物体不再形成恒星。
2019-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Circumgalactic gas at its extreme: tidal gas streams around the Whale galaxy NGC 4631 explored with HST/COS
我们提出了一个详细的分析的吸收性质的潮汐气体流的鲸鱼星系NGC 4631在类星体2 MASSJ 12421031 +3214268的方向。我们的研究是基于哈勃太空望远镜（HST）上的宇宙起源光谱仪（COS）获得的紫外光谱数据和来自HALOGAS项目和绿岸望远镜（GBT）的21厘米数据。我们在速度为+550至+800 km/s的范围内探测到了与来自NGC 4631潮汐流（称为“支线2”）的气体有关的强HI Ly α吸收。我们测量到的柱密度为log N（HI）= 18.68pm 0.15，表明类星体的视线跟踪了21厘米数据中看到的Spur 2的外边界。支线2中的金属吸收在OI、CII、SiII和SiIII线中以复杂的吸收模式检测，该吸收模式反映了气体的多相性质。我们发现，在支线2朝向2 MASSJ 12421031 +3214268的平均中性气体分数仅为14%。这意味着电离气体占了马刺2的总质量，因此可能超过10^9 M_sun。没有观察到Si的显著损耗，表明支线2不包含显著量的灰尘。根据测量的OI/HI柱密度比，我们确定了Spur 2的α丰度为0.13pm 0.07太阳（[α/H]=-0.90pm 0.16），这比在NGC 4631盘中观察到的要低得多。低金属丰度和低尘埃含量表明，在最近与NGC 4631的遭遇中，Spur 2代表了从富含气体的卫星星系剥离的金属缺乏气体。
2018-10-17 astro-ph.GA
Enhanced Multiphase Circumgalactic Medium and Gas Cycling in Galaxy Mergers
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Center for Astronomy and Astrophysics and Department of Physics, Fudan University（复旦大学天文与天体物理中心及物理系）；Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-Beam Application (MOE), Fudan University（复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室）；Department of Astrophysics, University of Zurich（苏黎世大学天体物理系）；Department of Physics and Astronomy, Pomona College（波莫纳学院物理与天文学系）；Department of Astronomy, Xiamen University（厦门大学天文学系）；Department of Physics and Astronomy, California State Polytechnic University, Pomona（加州州立理工大学波莫纳分校物理与天文学系）
研究星系并合对环状星系际介质的影响，发现并合显著改变CGM属性，通过加速气体循环提升气体转移率，增强冷/凉气体含量并影响离子物种柱密度。
2026-03-30 astro-ph.GA
On the evolution of the size of Lyman alpha halos across cosmic time: no change in the circumgalactic gas distribution when probed by line emission
该研究利用哈勃望远镜观测红移0.23-0.31的星系样本，通过双指数模型分析延展发射，发现Lyα晕流量占比与高红移一致，表明星系周气体分布经线发射探测无显著演化。
2023-04-25 astro-ph.GA
The AGORA High-resolution Galaxy Simulations Comparison Project. VI. Similarities and Differences in the Circumgalactic Medium
该研究通过对比八个宇宙学代码的模拟，揭示了环星系介质性质对反馈实现的高度敏感性，并指出高电离离子丰度主要受金属丰度控制，低电离离子则受密度和温度主导。
2024-02-07 astro-ph.GA
Tentative Detection of the Circumgalactic Medium of the Isolated Low-Mass Dwarf Galaxy WLM
我们报告了对WLM的环星系介质（CGM）的初步探测，WLM是本星系群（LG）中一个孤立的低质量（log $M_*/M_\odot\approx7.6$）矮不规则星系。我们分析了HST/COS档案光谱的类星体视线（PHL 2525），这是45千秒差距（0.5维里半径）从WLM和接近麦哲伦流（MS）。沿着这条视线，在Si II、Si III、Si IV、C II和C IV中检测到两种离子吸收剂，其速度为$\sim$-220 km s $^{-1}$（组分v-220）和$\sim$-150 km s $^{-1}$（组分v-150）。为了确定它们的起源，我们研究的位置-速度对齐的组件与WLM和附近的MS。麦哲伦经度附近的PHL 2525，MS相关的中性和电离气体移动在$\lesssim-190$公里的$^{-1}$，建议MS的起源组件V-220，但不是组件V-150。由于PHL 2525经过WLM附近，而分量v-150接近WLM的系统速度（$\sim$-132 km s $^{-1}$），因此分量v-150很可能来自星系的CGM。这导致WLM的CGM中的总硅质量为$M_{\rm Si}^{\rm CGM}\sim(0.2-1.0)\times10^5~M_\odot$，使用其他COS矮星研究的假设。将$M_{\rm Si}^{\rm CGM}$与WLM在其寿命期间合成的总Si质量（$\s…
2019-09-12 astro-ph.GA
Cosmic wallflowers: the circumgalactic origins of isolated ultra-compact star clusters at $z>7$
University of Zurich（苏黎世大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
研究通过高红移气体丰富星系的环星系环境，发现形成超致密星团的机制，揭示早期星团形成与IMBH种子形成的关系。
2026-01-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The multiphase circumgalactic medium traced by low metal ions in EAGLE zoom simulations
我们探讨环星系的金属含量跟踪常见的低离子吸收剂，包括C II，硅II，硅III，硅IV，镁II。我们使用一组宇宙学流体动力学变焦模拟运行的EAGLE模型，包括一个非平衡电离和冷却模块，以下136个离子。z~0.2 L* 的模拟（M_200=10^11.7-10^12.3 Msol）的晕，包含恒星形成星系和群大小的星系（M_200=10^12.7-10^13.3 Msol）主要承载被动星系的晕再现了COS-Halos巡天观测到的关键趋势--低离子柱密度显示：1）对星系特定恒星形成率的依赖性很小，2）片状覆盖率表明10^4 K云的体积填充因子很小，3）随着碰撞参量从20-160 kpc增加，覆盖率下降。模拟的Si II，Si III，Si IV，C II和C III柱密度与观测结果吻合良好，而Mg II预测不足。低离子追踪到一个重要的金属库，约10^8 Msol，主要位于恒星形成和被动中心星系的10-100 kpc处。这些云倾向于向内流动，大部分将在接下来的几个Gyr内吸积到中央星系，而一小部分则被夹带在强烈的外流中。两相结构描述了内部CGM（<0.5 R_200），其中低离子金属云被热环境介质包围。COS-Halos观测到的OVI是由外CGM（> 0.5R_200）追踪L* 星系周围维里温度气体产生的。从标准的光电离建模所观察到的柱密度（如对齐的硅II/硅III吸收）的物理参数进行验…
2017-09-22 astro-ph.GA
