Cosmological gas accretion of Milky Way-type galaxies and the build-up of galactic discs
本研究利用Auriga模拟样本分析银河系型星系恒星盘的组装，通过研究气体净吸积随时间和半径的变化，证实了多数星系遵循由内而外的盘增长模式，且晚期无显著外部扰动时能形成稳定星系盘。
2025-04-03 astro-ph.GA
Suppression of galactic outflows by cosmological infall and circumgalactic medium
我们调查两个星系外流抑制机制的相对重要性：a）宇宙学的星系际气体的星系，和b）存在一个热的环星系介质（CGM）。仅考虑径向运动，根据星系的质量和红移，流入会降低流出气体的速度，甚至停止流出。对于正在形成恒星的星系来说，存在一个质量上限，超过这个上限，外流就会受到星系引力场的抑制。我们发现，下落可以将质量上限大约降低两倍（与红移无关）。大质量星系（$\gtrsim 10^{12} M_{\odot}$）在星系中心周围拥有大量热的弥散CGM。CGM充当流入和流出气体之间的屏障，并提供额外的流出抑制源。我们发现，在低红移（$z\lesssim3.5$），CGM是更有效地抑制外流比的infall。这两个过程结合在一起，给出了一个星系无法有效流出的质量范围。我们还讨论了外流抑制对星系及其环境的富集历史的影响。
2016-03-11 astro-ph.GA
On the effect of galactic outflows in cosmological simulations of disc galaxies
我们通过放大银河系大小的晕的初始条件进行一系列宇宙学模拟，研究银河系外流模型对盘星系形成和演化的影响。我们验证了模拟星系的一般属性是如何敏感的恒星反馈触发外流的方式实现，保持初始条件，模拟代码和恒星形成（SF）模型都是固定的。我们提出的模拟是基于一个版本的GADGET3代码，其中我们的次分辨率模型与光滑粒子流体动力学的先进实现相结合，确保更准确的流体采样和改进的气体混合和流体动力学不稳定性的描述。我们量化了所采用的流体动力学方案和描述SF和反馈的子分辨率模型之间的相互作用。我们考虑了四种不同的银河系外流模型，包括Dalla Vecchia和Schaye（2012）提出的模型和一个受Springel和Hernquist（2003）模型启发的方案。我们发现，产生星系外流所采用的亚分辨率处方是低红移恒星盘成分的主要成形因素。一个反馈模型要成功地产生一个盘主导星系，关键的要求是要有能力调节高红移SF（负责形成隆起成分），宇宙学的气体从大尺度环境中的下降，以及气体回落到星系半径内的低红移，以避免在$z=0$太高的SF率。
2017-12-31 astro-ph.GA
Gas accretion and galactic fountain flows in the Auriga cosmological simulations: angular momentum and metal re-distribution
利用一组15个高分辨率的磁流体动力学宇宙学模拟银河系的形成，我们调查的起源重子物质中发现的恒星在红移为零。我们发现，大约一半的这种材料来自subhalo/卫星系统和一半是顺利地从星系间介质（IGM）吸积。在所有物质中，大约有$90 \%$至少有一次在星系风中被喷射和重新吸积。绝大多数顺利吸积的气体进入银河系喷泉，延伸到银河系中心距离中位数为$\sim 20$ kpc，再循环时间中位数为$\sim 500$ Myr。我们证明，在大多数情况下，银河喷泉获得角动量通过混合低角动量，风回收气体与高角动量气体在环银河介质（CGM）。顺行合并通过帮助调整圆盘和CGM旋转轴来促进这种活动，而逆行合并导致喷泉失去角动量。喷泉流，促进角动量的增长是有利于顺利的轨道上的演化准平行于光盘序列的恒星质量特定的角动量平面，而逆行的未成年人合并，主要合并和酒吧驱动的长期演化移动星系的膨胀序列。最后，我们证明了喷泉流的作用，扁平化和缩小的径向金属丰度梯度和金属丰度分散盘星，分别。因此，星系喷泉的演化强烈地依赖于宇宙学的合并历史，并且对于银河系大小的盘状星系的化学动力学演化至关重要。
2019-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predicting the dark matter velocity distribution in galactic structures: tests against hydrodynamic cosmological simulations
减少银河系暗物质（DM）搜索中的理论不确定性是一个重要的挑战，因为几个实验现在正在深入研究与流行（粒子与否）候选者相关的参数空间。由于许多DM信号的预测依赖于DM速度分布的知识-直接搜索、被恒星捕获、p波抑制或Sommerdos增强的湮灭率、原始黑洞的微透镜效应等。有必要评估我们目前理论处理的准确性。除了麦克斯韦近似或特设外推宇宙学模拟的拟合，已经提出的方法，自洽地得出DM相空间分布只从银河系的详细质量内容和一些对称性假设（例如爱丁顿反演及其各向异性扩展）。虽然理论上是合理的，但这些方法仍然基于简化的假设，它们与真实星系的相关性可能受到质疑。在本文中，我们使用放大的宇宙学模拟来量化相关的不确定性。在各向同性的假设下，我们从模拟中测得的DM和重子含量预测了速度分布及其矩，并与真实结果进行了比较。作为输入银河系质量模型拟合完整的模拟数据，我们达到了一些速度相关的观测值的预测下降到10%，显着优于一些麦克斯韦模型。这个适度的理论错误在像盖亚任务这样的恒星调查应该允许我们改进银河系质量模型的约束的时候特别令人鼓舞。
2020-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Topics on Galactic Chemical Evolution
我讨论了三个不同的主题在银河系的化学演化：“令人费解的”没有任何观测签名的次要元素;银河星系晕晕的层次星系形成的框架内建设，从它的金属丰度分布证明;和潜在的重要作用，径向迁移可能在星系盘的演化，根据最近的研究。
2011-01-11 astro-ph.GA
Impact of galactic distributions in celestial capture of dark matter
天体对暗物质的捕获提供了一个有用的控制手段来限制它的微粒性质。捕获形式对天体附近暗物质的相空间分布很敏感。本文旨在系统地研究不确定性和宇宙学模拟对各种天体内部捕获暗物质粒子的速率的影响。超越麦克斯韦-玻尔兹曼分布或标准晕模型的框架，我们采取务实的暗物质的速度分布的观测或宇宙学模拟的动机。在标准晕模型的限制内，我们报告了捕获率的最大$\sim 20\%$变化。如果星系晕内的暗物质粒子在采用高分辨和复杂的宇宙学模拟来提取其参数值时具有经验速度分布轮廓，则这个数字可以上升到$\sim 200\%$。
2023-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Gusty, gaseous flows of FIRE: galactic winds in cosmological simulations with explicit stellar feedback
我们提出了一个分析的星系尺度的气体流出的FIRE（真实环境中的反馈）模拟。这套流体动力学宇宙学变焦模拟解决了恒星形成的巨大分子云的形成$z=0$，并具有显式的小尺度恒星反馈模型。我们的模拟显示，高红移星系经历恒星形成的爆发，然后是强大的星系外流，喷出大部分的ISM和暂时抑制恒星形成的阵风。然而，在低的红移，足够大的星系对应的L*-祖先发展稳定的磁盘和切换到一个连续的和静态的恒星形成模式，不驱动外流到晕。在高红移时，L*-祖元风的质量负荷因子为$η\approx 10$，而在低红移时则减小到$η\ll 1$。虽然较低的值$η$预计随着时间的推移，晕增长的质量，我们表明，强烈的抑制流出减少红移不能单独解释的质量演变。环银河外流速度是可变的，分布广泛，但通常范围在1到3倍的光环的圆周速度。大部分喷出的物质在环星系介质中形成了一个富集气体的储存库，其中一些可以在以后再循环，为进一步的恒星形成提供燃料。然而，通过星系风离开维里半径的一小部分气体永远不会恢复，导致大多数质量为$M_h \le 10^{12} M_{\odot}$的晕与宇宙平均值相比缺少$z=0$。
2015-10-20 astro-ph.GA
Galactic Dark Matter: a Dynamical Consequence of Cosmological Expansion
这项工作要显示标准的广义相对论（GR）是如何能够解释银河系的旋转曲线，而不需要暗物质，这从一个想法开始，当爱因斯坦的方程被应用到嵌入在一个膨胀的宇宙中的星系的动力学，他们不减少泊松方程，但它的概括考虑到宇宙膨胀。为了在不损失爱因斯坦场方程特有的非线性特性的前提下找到其非相对论性极限，本文设计了一种在Robertson-Walker（R-W）度规附近扰动爱因斯坦场方程的非线性方案。所得方程用于数值研究的引力势的宇宙学扰动和应用到一个简单的星系模型与指数下降的重子物质分布。引力势在R-W时空中的非相对论极限产生了一个广义的泊松方程，它是非线性的、抛物的和热的。它示出了它的非线性如何产生一个有效的“暗物质“分布所造成的宇宙膨胀和扰动的引力势的动态。它也表明如何这种动力学效应得到完全失去了爱因斯坦方程的线性化过程中。该方程然后被用来成功地拟合真正的星系旋转曲线数字使用的物质分布下面的形状的一个简单的Sérsic光度分布，常见的大多数星系，因此没有求助于暗物质。发现了暗物质与亮物质之比的关系，解释了低质量星系中暗物质占主导地位的原因。几个旋转曲线的速度比牛顿下降也提出并成功地拟合，开辟了一个新的可能的解释这些现象的有效的“反引力”暗物质分布，纯粹的几何起源。
2014-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Galactic angular momentum in cosmological zoom-in simulations. I. Disk and bulge components and the galaxy--halo connection
我们研究了四个盘状星系的角动量演化，这些星系居住在银河系大小的晕中，这些晕是在宇宙学放大模拟中形成的，具有各种次网格物理和合并历史。我们分解这些星系的运动学和光度，到他们的磁盘和凸起组件。模拟的星系和它们的组成部分位于观测序列的$j_*$ - $M_*$图有关的特定角动量和质量的恒星组件。我们发现，在低密度环境中的星系遵循关系$j_* \propto M_*^α$过去的主要合并，与$α\sim 0.6$的情况下，强反馈，当膨胀盘比是相对恒定的，和$α\sim 1.4$在其他情况下，当长期的过程在较短的时间尺度上操作。我们计算的保留因子（即恒星和暗物质的特定角动量的比率）的磁盘和凸起，并表明，他们变化相对缓慢的平均后，在众多的，但短暂的波动。对于磁盘，保留因子通常接近于1，而对于凸起，它们要小几倍。因此，我们的模拟表明，星系和它们的晕生长在一个准同源的方式。
2016-12-21 astro-ph.GA
A New Model For Including Galactic Winds in Simulations of Galaxy Formation II: Implementation of PhEW in Cosmological Simulations
虽然星系风在调节星系形成中起着关键作用，但流体动力学宇宙学模拟并没有解决控制风与周围环星系介质（CGM）之间相互作用的尺度。我们在GIZMO流体动力学代码中实现了Huang等人（2020）的物理演化风（PhEW）模型，并使用不同的模型参数和数值分辨率进行了宇宙学模拟。PhEW采用了一个显式的亚网格模型，将每个风粒子视为云的集合，这些云与周围环境交换质量，金属和动量，并通过传导和流体动力学不稳定性蒸发，这些不稳定性在更高分辨率的云尺度模拟中校准。与传统的风算法相比，我们发现，PhEW的结果是强大的数值分辨率和实施细节，因为小尺度的相互作用是由模型本身定义的。与具有相同分辨率的传统风模拟相比，我们的PhEW模拟在$z\geq 1$产生类似的星系恒星质量函数，但与$M_* < 10^{11}M_\odot$的低红移观测结果更好地吻合，因为PhEW粒子在逃离低质量晕之前将质量转移到CGM。PhEW从根本上改变了CGM金属分布，因为PhEW颗粒分散金属到周围介质中，因为它们的云消散，产生CGM金属丰度分布，这是偏斜的，但单峰，是类似的冷，热气体之间。虽然温度分布和径向轮廓的气体晕是类似的模拟与PhEW和常规风，这些变化的金属分布将影响其预测的紫外线/X射线的吸收和发射特性。
2022-02-23 astro-ph.GA
Orbiting Circum-galactic Gas as a Signature of Cosmological Accretion
我们使用宇宙学SPH模拟研究冷气体吸积到一对分辨率良好的星系晕的运动学特征。冷气流和富含气体的合并产生了冷气体的环星系成分，这些气体通常以高角动量围绕星系晕轨道运行，然后落入星系中形成盘。这种宇宙吸积的特征应该可以通过背景物体吸收线研究来观察，这些特征与星系的系统速度相差约100 km/s。吸积气体通常与中央盘共同旋转，形成一个扭曲的、延伸的冷流盘，这样观测到的速度偏移与星系旋转的方向相同，出现在避开星系两极的视线中。这种预测提供了一种方法来观察区分吸积气体流出气体：吸积气体将显示大的单侧速度偏移的吸收线研究，而径向/双锥形流出不会（除了可能在特殊的极投影）。这种旋转签名已经看到在中间红移星系吸收体对的研究，我们认为，这些意见可能是第一个提供间接的观测证据冷吸积到星系晕。冷模晕气体的比角动量通常比暗物质大3-5倍。相关的冷模式磁盘配置可能与扩展HI/XUV磁盘周围的星系在本地宇宙。在低红移的明亮星系周围，随着冷模吸积的消失，具有扩展冷流盘和相关偏移吸收线气体的星系比例应该会减少。
2011-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The role of galactic winds fueling central starbursts and quasars in the FIRE cosmological simulations
University of Connecticut（康涅狄格大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Wesleyan University（卫斯理安大学）；University of Hull（赫尔大学）；Pomona College（波莫纳学院）；Northwestern University（西北大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）
该研究基于FIRE模拟提出星系风堆积机制：最后一次强星系风在CGM堆积气体，随后以高流入率回灌星系，为中央星暴和类星体提供燃料。
2025-10-22 astro-ph.GA
Active galactic nucleus driven jet feedback in cosmologically forming cool-core galaxy clusters I: The effect of hierarchical assembly on intra-cluster medium properties
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Universität Potsdam（波茨坦大学）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）
通过流体动力学模拟，研究层级并合与活动星系核喷流反馈对冷核星系团内介质的影响，发现宇宙学模拟能再现观测到的热力学轮廓和多相结构，而孤立模拟则不能。
2026-06-24 astro-ph.GA
Cosmological Simulation of Galaxy Groups and Clusters-I: Global Effect of Feedback from Active Galactic Nuclei
在这项研究中，我们量化的气体和暗物质周围的活动星系核（AGN）的模拟星系团和集群的属性和分析的影响，活动星系核周围的星系团（组）内介质的反馈。我们的研究结果表明，缩小活动星系核光度与主机晕质量，支持从集群研究活动星系核的结果。通过研究活动星系核附近气体的温度和密度分布，我们发现，由于中央引擎的反馈，气体从集团/集群的中心被取代，导致密度降低，但温度升高。我们表明，这些影响是明显的，在高和低的红移，并提出新的观测研究在高红移星系的反馈效果。我们还表明，平均恒星质量减少晕活动星系核反馈的存在下，确认索赔从以前的研究。我们的工作第一次使用一个完全宇宙流体动力学模拟来评估全球的AGN反馈对他们的主机暗物质晕，以及星系在星系群和星系团的规模。
2019-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evaluating Galactic Habitability Using High Resolution Cosmological Simulations of Galaxy Formation
我们提出的第一个模型，耦合高分辨率模拟的本地群星系的形成与计算的银河系宜居带（GHZ），一个区域的空间，有足够的金属形成类地行星，而不会受到有害的辐射。这些模拟使我们能够在绘制银河系（MW）和三角座（M33）星系的非对称三维GHZ及其时间演化方面取得实质性进展，而不是一般假设方位角对称GHZ的作品。应用典型的可居住性度量MW和M33，我们发现，虽然大量的可居住行星存在接近几个千秒差距从银河系中心，个别行星系统的概率是可居住的上升，因为一个接近恒星盘的边缘。潮汐流和卫星星系似乎也是适宜居住的行星形成的肥沃土壤。简而言之，我们发现两个星系通过不同的进化路径到达相似的GHZ，正如幸存生物圈的第一和第三四分位数所测量的那样。对于银河系来说，这个四分位距开始是一个大半径的窄带，在中间时间扩展到包括大部分星系，然后稳定在2- 13 kpc的范围内。在M33的情况下，出现了相反的行为-初始和最终的四分位距非常相似，显示出逐渐的演变。这表明，星系的组装历史强烈影响GHZ的时间演化，这将影响不同星系位置的生物圈之间的相对时滞。最后，我们注意到这些研究中涉及的警告，并表明，高分辨率的宇宙学模拟将发挥至关重要的作用，在理解银河系尺度上的可居住性，只要这些模拟准确地解决化学演化。
2015-11-05 astro-ph.EP astro-ph.GA
Action-based distribution function modelling for constraining the shape of the Galactic dark matter halo
利用来自盖亚DR 2的天琴座RR型晕星的天体测量数据，估算了银河系中心$r \lesssim 30$ kpc范围内银河系暗物质晕的三维密度分布。我们模型的恒星晕分布函数和银河系的潜力，充分考虑到调查的选择功能，观测误差，和缺失的视线速度数据的RR天琴座恒星。用贝叶斯MCMC方法，我们推断的模型参数，包括密度平坦的DM晕$q$，这是假定为常数的半径的函数。我们发现$q$的后验分布的99%位于$q>0.963$，这强烈地不利于平坦的DM晕。我们不能得出任何结论，银河系DM晕在$r \lesssim 30$ kpc是否是扁长的，因为我们限制自己的轴对称扁圆晕模型与$q\leq1$。我们的结果是不一致的宇宙流体动力学模拟的预测，主张更多的扁圆（$\langle{q}\rangle \sim0.8 \pm 0.15$）DM晕内$\sim 15\%$的银河大小的星系维里半径。另一种可能性是，根据我们用宇宙学模拟进行的验证测试，银河系晕的真实值$q$可能与宇宙学模拟一致，但银河系势的不平衡使我们对$q$的测量膨胀了0.1-0.2。作为我们分析的副产品，我们的模型将太阳邻域的DM密度限制为$ρ_{\mathrm{DM},\odot} = (9.01^{+0.18}_{-0.20})\times10^{-3}M_\odot \mathrm{pc}^{-3} = 0.342^{+0.007}_{-0.…
2020-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
JINA-NuGrid Galactic Chemical Evolution Pipeline
银河系化学演化是一个涉及核物理、恒星演化、星系演化、观测和宇宙学的课题。这些领域之间的持续交流和反馈是提高我们对星系如何形成以及元素如何在星系和星系际空间中产生和循环的理解的关键组成部分。在本论文中，我们介绍了JINA-NuGrid化学演变管道的现状。它的目的是探索核天体物理学的不确定性对银河系化学演化的影响，以提高我们的知识，在宇宙学背景下的元素的起源，并创建所需的跨学科的连接。
2016-09-29 astro-ph.GA
Characterizing mass, momentum, energy and metal outflow rates of multi-phase galactic winds in the FIRE-2 cosmological simulations
我们的特点质量，动量，能量和金属流出率的多相星系风在一套火-2宇宙学的“放大”模拟在现实环境中的反馈（火）项目。我们分析了低质量矮星，中等质量矮星，银河系质量晕，高红移质量晕的模拟。与以前的工作一致，我们发现矮星从其星际介质（ISM）中喷出的气体比它们在恒星中形成的气体多100倍，而在大质量星系中，这种质量“加载因子”下降到1以下。大部分的质量在大质量晕中由热相（PDMATHAMM K）携带，在矮星中由暖相（$10^3-10^5$ K）携带;冷流出（$<10^3$ K）除了在高红移矮星中可以忽略不计。来自ISM的能量、动量和金属负载因子在矮星中是统一的，在更大质量的晕中明显更低。热的流出物具有比逃离矮星晕引力势所需的$2-5\times$更高的比能;事实上，在矮星中，质量、动量和金属流出率随半径增加而增加，而能量大致守恒，这表明被扫过的晕气体。在更强大的恒星形成事件期间以及内晕未维里化时，爆发平均质量负载因子往往更大，但我们实际上没有看到致密的ISM气体部分的趋势。我们讨论了我们的研究结果如何指导未来的受控数值实验，旨在阐明控制银河风的关键参数和由此产生的相关预防性反馈。
2021-09-17 astro-ph.GA
Origin and properties of dual and offset active galactic nuclei in a cosmological simulation at z=2
在过去的几年里，人们有可能通过观测分辨出中心有两个不同核的星系。当间距小于10kpc时，活动星系核（AGN）的区别在于：在活动星系核中，两个核都是活动的，而在活动星系核中，只有一个核是活动的。为了研究这类活动星系核对的起源，我们采用了一种宇宙学的流体动力学模拟方法，该方法使用了来自磁质探路者模拟组的大体积（182 Mpc）^[3]。模拟自洽地产生了35个红移z=2的可分辨黑洞对，它们的同向运动距离小于10kpc。其中14个是活动星系核，9个是对偶活动星系核，活动星系核对占活动星系核总数的比例为（1.2 \pm 0.3）%。本文讨论了双活动星系核、偏置活动星系核和不活动黑洞对的黑洞性质与星系性质的根本区别，并探讨了它们不同的触发机制。我们发现，在双重活动星系核中，黑洞具有相似的质量，并且来自较小质量祖星系的相应黑洞总是以较高的爱丁顿比吸积。相反，在偏置活动星系核中，活跃的黑洞通常比不活跃的黑洞质量更大。此外，双重活动星系核一般吸积更多的气体从星系际介质比偏移活动星系核和非活动BH对。这突出表明，合并事件，特别是小型合并，不一定会导致强劲的天然气流入，因此并不总是推动强劲的核活动。
2016-03-21 astro-ph.GA
Arkenstone -- II. A model for unresolved cool clouds entrained in galactic winds in cosmological simulations
本文介绍了Arkenstone方案中用于模拟星系风卷入未解析冷云的云粒子方法，通过拉格朗日离散化结合云演化模型，揭示了冷云负载对预防性反馈的限制及冷相速度场的复杂演化。
2024-08-27 astro-ph.GA
Galactic r-process enrichment by neutron star mergers in cosmological simulations of a Milky Way-mass galaxy
我们量化的恒星丰度的中子丰富的r-过程核在宇宙学放大模拟银河系质量的星系在现实环境中的反馈项目。该星系富含r过程元素的双星中子星（NS）合并和铁和其他金属的超新星。这些计算包括关键的流体动力学混合过程不存在于标准的半分析化学演化模型，如银河风和流体动力学流动与结构形成。我们探讨了一系列模型的速率和延迟时间的NS合并，旨在大致括号中的广泛的模型符合当前的观测限制。我们表明，NS合并可以产生[r-过程/Fe]丰度比和分散，出现合理的观测约束一致。在低金属丰度下，[Fe/H]<-2，我们预测有一个很宽的恒星r过程丰度比范围，包括太阳上和太阳下的丰度。低金属丰度恒星或在r过程丰度比中异常的恒星，平均而言，形成于高红移，并位于大的银河系中心半径。由于NS合并是罕见的，我们的结果是不完全收敛的分辨率，特别是在低金属丰度。然而，NS合并的不确定率和延迟时间分布引入了不确定性的r-过程的丰度相比，由于有限的数值分辨率。总的来说，我们的研究结果是一致的NS合并是宇宙中大多数r-过程核的来源。
2014-11-13 astro-ph.GA
Cosmological Zoom Simulations of z = 2 Galaxies: The Impact of Galactic Outflows
我们使用z = 2时分辨率约为200 pc的高分辨率宇宙学变焦模拟和各种星系外流的处方，以探索风对8个晕质量约为10^11- 2x10^12 Msun的星系的形态、动力学和结构特性的影响。本文详细地比较了z ~ 2星系的空间和光谱分辨Hα和其它观测结果。我们发现，在没有风的情况下进行的模拟会产生巨大、紧凑的星系，这些星系的气体含量低、超太阳金属丰度高、凸起含量高，并且大部分恒星形成都集中在内部kpc内。强风需要维持高气体分数，重新分配恒星形成气体在更大的尺度，并增加模拟星系的速度色散，更符合大，扩展，湍流盘典型的高红移恒星形成星系。风也会抑制早期恒星的形成，以产生与观测更一致的高红移宇宙恒星形成效率。大小、自转速度和速度色散都与观测到的恒星质量成比例。我们的模拟产生了各种各样的形态特征--在我们的三个最大质量的星系中，我们发现了一个静止的大设计螺旋，一个非常紧凑的恒星形成星系，以及一个正在进行轻微合并的星团盘;这些团块在Hα中很明显，但在恒星中却不明显。旋转曲线通常缓慢上升，特别是当使用方位角速度而不是封闭质量计算时。我们的结果是广泛的分辨率收敛。这些结果表明，包括外流的宇宙学模拟可以产生类似于在宇宙星系生长的高峰时期观察到的盘状星系。
2014-01-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Milky Way globular clusters on cosmological timescales. II. Interaction with the Galactic centre
本研究利用phi-GPU和IllustrisTNG-100势模拟147个球状星团10 Gyr轨道，量化其与银心近距交会频率，并指出仅靠周期性恒星捕获难以解释核星团质量，需考虑早期星团完全潮汐瓦解。
2023-04-05 astro-ph.GA
Chemical evolution of the Galactic disk(s)
我们强调我们的高分辨率光谱元素丰度调查的F和G矮星在太阳附近的一些结果。
2012-01-10 astro-ph.GA
Cosmological pseudobulge formation
星系核可以分为经典星系核和伪星系核，前者被认为是星系合并的最终产物，后者是星系盘长期演化的产物。从观测上看，盘状星系的凸起大多是伪凸起，包括银河系。通过对星系形成的自洽宇宙学模拟，我们发现银河系大小的盘状星系的伪核球的形成在盘形成之前已经基本完成，因此伪核球形成的主要途径不是盘的长期演化。我们的赝球是在高红移处快速供气形成的，它们的祖先可以观察到高红移盘。
2012-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of secular galactic growth on the evolution of star clusters
星系通过暗物质的绝热吸积而成长是星系演化的主要驱动力之一。通过将其与合并等其他过程隔离开来，我们分析了它如何影响星团的演化。我们的研究包括一个快速和近似的探索轨道和内在的集群参数空间，更详细的监测其演变，通过N体模拟的少数情况下。我们发现，今天的星团和它们的潮汐尾的属性差异很小，无论是集群嵌入在一个不断增长的星系晕为12 Gyr，或在一个静态的。
2015-03-16 astro-ph.GA
The effect of triaxial galaxy shapes on the dynamics of triple supermassive black holes in a cosmological context
Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg（海德堡大学天文中心）；Main Astronomical Observatory, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院主天文台）；Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）；New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）
研究宇宙学背景下三轴星系形状对三重超大质量黑洞动力学的影响，通过高分辨率引力动力学N体模拟，探索多种轨道构型和宿主星系形状，发现两重黑洞先合并，第三个黑洞有不同情况，且星系初始三轴形状对三重系统最终动力学结果影响不大。
2026-07-28 astro-ph.GA
Active galactic nuclei feedback in an elliptical galaxy (III): the impacts and fate of cosmological inflow
本研究通过高分辨率流体动力学模拟发现，正常宇宙学内流被阻挡在椭圆星系外几乎不影响演化，内流速率提升3倍时会通过升高星系周介质密度大幅提升恒星形成率与黑洞吸积率，且AGN反馈可扰动内流并加热星系周介质。
2023-07-05 astro-ph.GA
The Impact of Nuclear Physics Uncertainties on Galactic Chemical Evolution Predictions
模拟银河系中元素的演化是一项多学科和具有挑战性的任务。除了模拟银河系130亿年的演化之外，化学演化模拟还必须跟踪从每个感兴趣的天体物理位置合成和喷射的元素（例如，超新星，致密双星合并）。这种喷出物的元素丰度是化学演化代码的基本输入，通常取自核天体物理学界进行的理论核合成计算。因此，几乎所有的化学演化预测都依赖于这些计算背后的核物理。在这篇论文中，我们强调了核物理不确定性对星系化学演化预测的影响。我们证明，核物理和星系演化的不确定性都对解释太阳系中中子捕获元素的起源产生重大影响。这些结果是建立和维持核天体物理学和星系演化领域之间合作的动力。
2019-10-31 astro-ph.GA
Bringing faint active galactic nuclei (AGNs) to light: a view from large-scale cosmological simulations
X射线设施的灵敏度和我们探测较暗的活动星系核的能力将随着即将进行的雅典娜飞行任务以及AXIS和Lynx概念飞行任务而提高，从而提高我们对超大质量黑洞的理解，这种理解在X射线双星可以占主导地位的光度制度中。我们分析了在Illustris、TNG 100、EAGLE和SIMBA宇宙学模拟中的微弱活动星系核（L_x（2-10 keV）< 10^42 erg/s）的总体情况，发现它们的宿主星系的性质在不同的模拟中是不同的。在Illustris和EAGLE中，微弱的活动星系核由位于低质量恒星形成星系中的低质量黑洞提供动力。在TNG 100和SIMBA中，它们大多与淬灭大质量星系中更大质量的BH有关。我们对模拟星系的X射线二元种群（XRB）进行了建模，发现在z>2时，AGN通常主导星系AGN+XRB硬X射线光度，而在z<2时，XRB在某些模拟中占据主导地位。无论是活动星系核还是XRB辐射在恒星形成和淬灭星系中占主导地位，这取决于模拟结果。模拟中的这些差异可以用来区分星系形成模型与未来的高分辨率X射线观测。我们比较了模拟的微弱AGN宿主星系的光度从钱德拉堆叠星系的观测。我们的比较表明，模拟后处理与我们的X射线模型往往高估了活动星系核+XRB的X射线光度，光度可以强烈影响活动星系核的遮蔽。一些模拟揭示了作为恒星质量函数的AGN趋势（例如，在大质量星系中，星系光度下降），这在观测中并不明显。
2021-11-20 astro-ph.GA
Perspectives on constraining a cosmological constant-type parameter with pulsar timing in the Galactic Center
由于$\left(Λ\simeq 1\times 10^{-52}~\textrm{m}^{-2},~\textrm{or}~2.89\times 10^{-122}~\textrm{in Planck units}\right)$非常小，因此，旨在限制宇宙学常数$Λ$值的独立测试通常很困难。由航天器跟踪确定的太阳系轨道运动的界限目前处于$\simeq 10^{-43}-10^{-44}~\textrm{m}^{-2}~\left(5-1\times 10^{-113}~\textrm{in Planck units}\right)$水平，但它们可能会变得有些乐观，因为$Λ$还没有在行星数据简化中明确建模。在银河系中心围绕黑洞运行的预期恒星的精确$\left(σ_{τ_\textrm{p}}\simeq 1-10~μ\textrm{s}\right)$定时，最好是沿着高偏心率和宽轨道运行，至少在原则上，可能会将行星约束改善几个数量级。如果只考虑$σ_{τ_\textrm{p}}$，通过观察每个轨道的平均时移$\overline{Δδτ}^Λ_\textrm{p}$，具有$e=0.8839,~P_\textrm{b}=16~\textrm{yr}$的类S2轨道构型将允许初步获得$\left|Λ\right|\lesssim 9\times 10^{-47}~\textrm{m}^{-…
2018-03-26 astro-ph.GA gr-qc physics.space-ph
Complex scalar field dark matter on galactic scales
宇宙学上的暗物质的性质仍然难以捉摸。最近的研究提出，暗物质可能是由超轻的、自相互作用的玻色子组成的，在非常早期的宇宙中形成了玻色-爱因斯坦凝聚体。我们考虑的模型是在一个整体的U（1）-对称，使暗物质数量是保守的。它可以被描述为一个经典的复杂的标量场，在膨胀的宇宙中演化。我们提出了一个简短的审查上的边界模型参数从宇宙学和银河系的观测，以及性质的星系晕，从这样的暗物质候选人。
2014-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
On the effect of cosmological inflow on turbulence and instability in galactic discs
本文分析了在宇宙流入控制下的准稳态星系盘的湍流和引力不稳定性的演化。我们关注的可能性是，流入的气体和光盘之间的耦合是最大的，例如，通过密集的团块，并询问流是否可以在一个不稳定的磁盘与Toomre参数Q~1的湍流驱动器。我们的基准模型假设湍流能量衰减的效率为每动力学时间约0.5，消耗圆盘气体的每个过程约0.02，即，星盘形成、流出和流入到中央隆起。在这种情况下，内流驱动湍流与旋转速度之比σ/V~0.2-0.3，其在z~2处引起Q~1的不稳定性，两者都如观察到的。然而，与观测相矛盾的是，这个模型预测sigma/V随时间保持恒定，与宇宙吸积率无关，因为质量和湍流具有相同的外部来源。这种强耦合的宇宙学流入倾向于在低z下稳定盘，Q ~几，这可能与观测一致。相反，不稳定性可以保持更长的时间，与适当下降的sigma/V，如果它是自我调节的振荡约Q~1的占空比光盘耗尽。然而，该占空比的“关断”阶段在低z处变长，这可能难以与观察结果一致。或者，流入的气体和圆盘之间的耦合可能会随着时间的推移而减弱，反映了吸积的演化性质。相反，如果这种耦合总是很弱，那么湍流的自我调节搅动的可能能量来源是圆盘内沿电势梯度向下的流入（在配套论文中进行了研究）。
2012-07-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistical Analysis of the Probability of Interaction of Globular Clusters with Each Other and with the Galactic Center on the Cosmological Time Scale According to Gaia DR2 Data
本研究旨在探讨恒星球状星团（GC）轨道的动力学演化。为了在时间上对轨道进行积分，作者使用了来自宇宙学模拟的时变势模型，这些模型最接近银河系的势。这允许估计的概率接近通道（碰撞）的GC相对于彼此和银河系中心（GalC）在过去经历动态变化。为了再现银河系在时间上的动力学，使用了从IllustrisTNG-100大尺度宇宙学数据库中选择的五种势，这些势的特征与银河系当前的物理参数相似。有了这些随时间变化的势能，我们使用原始的phi-GPU N体代码再现了143个GC 10 Gyr的轨道轨迹。每个GC都被视为单个物理粒子，具有来自盖亚DR 2观测的集群中心的指定位置和速度。对于每一个潜在的，1000个初始条件与随机初始速度的GC内的观测数据的误差。在这项研究中，我们认为近距离通道是相对距离小于100 pc，相对速度小于250 km/s的通道。为了选择在距GalC近距离处通过的簇，仅基于相对距离应用以下标准：它必须小于100 pc。应用上述标准，作者获得了GC之间以及与GalC之间的统计学显著性接近传代率。它已被确定，GC在其演变过程中有大约10个相交的轨迹与彼此的平均和大约3至4个接近通道的GalC在1 Gyr在50 pc的距离为每个选定的潜力。
2023-01-14 astro-ph.GA
Evolution of the colour-magnitude relation of early-type galaxies in cosmological numerical simulations
本文研究了早型星系的色星等关系随红移的演化。这种演化是通过宇宙学数值模拟从z = 2到z = 0进行分析的。这里显示的初步结果代表了一项研究的起点，旨在确定起源于z = 0的早期星系的CMR观测过程。
2020-05-10 astro-ph.GA
A new approach to the variability characterization of active galactic nuclei
归一化超额方差是一种常用的估算活动星系核（AGN），特别是X射线波段活动星系核变率的方法。我们表明，这个估计是宇宙学时间膨胀的影响，因此，它应该适当地校正时，适用于广泛的红移间隔分布的活动星系核样本。我们提出了一个公式来修改这个估计，基于使用的结构函数。为了验证宇宙学效应的存在和建议的校正的可靠性，我们使用从XMM-牛顿偶然源目录，数据发布5（XMMSSC-DR 5），交叉匹配与斯隆数字巡天类星体目录，数据发布7和12中提取的数据。
2016-01-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Standardizing reverberation-mapped H$β$ active galactic nuclei using time-averaged radius$-$luminosity relations with 5100\,Å\,, broad H$β$, and narrow \OIII\ luminosities
Kansas State University（堪萨斯州立大学）；Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）；Masaryk University（马萨里克大学）
本文利用时均半径-亮度关系标准化反照-映射的活动星系核，发现窄OIII辐射可用于AGN标准化和宇宙学约束。
2025-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmological variation of the MOND constant: secular effects on galactic systems
MOND加速度常数与宇宙学加速度的接近-例如，a0 cH 0/2 pi-表明它可能随着宇宙时间而减少。我开始考虑由这种假定的绝热变化引起的银河系的长期变化。重要的是要了解这些影响，从其他进化的影响，以确定或限制a0变化的诱导效应的检测，或缺乏。我发现，只要系统是完全在深MOND制度-适用于许多星系系统-系统的绝热响应服从简单的标度律。例如，在一个固定a0的静止系统中，系统同调膨胀为a0^{-1/4}，而内部速度均匀减小为a0^{1/4}。如果a0在所有相关时间都与cH成比例，则这种变化相当于红移10的2.5倍。对于在旋转坐标系中静止的系统，角频率按a0^{1/2}减小。加速度相对于a0增加为a0^{-1/4}，将系统推向牛顿状态。所有这一切都来自于MOND中a0的出现和深度MOND极限的标度不变性-MOND的两个基本原则。当系统的一部分变成牛顿的，或者从一开始就是牛顿的，那么演化就更加复杂了。例如，这些部分可能变得不稳定，不受MOND的稳定作用的保护。这些区域的存在也改变了MONDian体系，因为它们影响各处的势，并且因为组分可能在牛顿体系和MONDian体系之间迁移。研究这些最后的影响需要详细的数值计算。
2015-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Modeling the Spectral Energy Distribution of Active Galactic Nuclei: Implications for Cosmological Simulations of Galaxy Formation
Key Laboratory for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台计算天体物理重点实验室）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学天文与航天学院前沿科学中心）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Key Laboratory of Space Astronomy and Technology, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台空间天文与技术重点实验室）
本文基于主动星系核的光谱能量分布建模，探讨其对星系形成宇宙学模拟的影响，提出新的标度关系并发现高红移下模型偏差可能源于SMBH增长处理不当。
2026-03-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Foregrounds for observations of the cosmological 21 cm line: I. First Westerbork measurements of Galactic emission at 150 MHz in a low latitude field
我们提出的第一个结果，从一系列的观测与Westerbork望远镜在140- 160 MHz的范围内与2弧分的分辨率，旨在表征时代的再电离实验的前景的属性。我们第一次在150 MHz的低银河纬度地区（称为扇形区）探测到了尺度大于13弧分的银河弥散辐射的波动。这些波动的$rms$为14 K。总强度功率谱表现出下降到$\ell \sim 900$的幂律行为，斜率为$β^I_\ell = -2.2 \pm 0.3$。在较小的角度尺度上的漫发射的检测受到残余点源的限制。我们测量了$\sim$ 3 mJ束流$^{-1}$的$rms$混淆噪声.在此频率下还首次检测到了扩散偏振发射。极化信号在空间上和沿视线方向上都表现出复杂的结构。极化功率谱在$\ell \sim 2700$下呈幂律行为，斜率为$β^P_\ell = -1.65 \pm 0.15$ .在4角分尺度上，极化涨落的$rms$为7.2 K.通过外推测量的总强度发射谱，我们发现在5角分尺度上$δT= \sqrt{\ell (\ell+1) C^I_\ell / 2π} \sim 5.7$ K的宇宙学信号受到了污染，在相同角尺度上相应的$rms$值为$\sim$ 18.3 K。偏振功率谱的水平是在5弧分尺度上的$δT \sim 3.3$ K。由于其异常明亮的偏振信号，扇形区域很可能代表了银河系中纬度和高纬度天空亮度的上限。
2009-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bounding the Cosmological Constant using Galactic Rotation Curves from the SPARC Dataset
本研究利用SPARC数据集中符合NFW和Hernquist密度模型的星系，基于星系稳态假设推导宇宙学常数$\Lambda$的上限，得到约$10^{-25}$ kg/m³的结果，仅比Planck测量值高两个数量级，并发现轨道周期越长上限越低，为星系尺度探测暗能量提供了参考。
2024-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Standardizing reverberation-mapped H$α$ and H$β$ active galactic nuclei using radius--luminosity relations involving monochromatic and broad H$α$ luminosities
本研究测试了41个低红移活动星系核的可标准化性，发现使用四个结合H$α$和H$β$时间延迟及光度的半径-光度关系可实现标准化，并证明样本同质性对将其发展为宇宙学探针至关重要。
2025-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Evolution of Broad-line Emission from Active Galactic Nuclei
活动星系核的内禀宽线辐射除了与观测相关的遮蔽外，还遵循一个演化序列：$1 \to 1.2/1.5 \to 1.8/1.9 \to 2$型，因为吸积到中心黑洞上的速率逐渐减小。这种光谱演化至少部分由参数$L_{\rm bol}/M^{2/3}$控制，其中$L_{\rm bol}$是活动星系核的热光度，$M$是黑洞的质量。这种依赖性和沿着序列出现的双峰轮廓都是在活动星系核宽线区域的盘风情景中自然产生的。
2013-12-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
