Interpreting Observations of Absorption Lines in the Circumgalactic Medium with a Turbulent Medium
单相光电离平衡（PIE）模型常被用来推断星系晕在不同电离势的离子吸收中的物理性质。为了将湍流的影响，我们使用MAIHEM代码来模拟暴露于红移零元银河系紫外背景的各向同性湍流介质，同时跟踪电离，重组和物种的辐射冷却范围广泛的离子。通过比较观测和模拟在很宽的范围内的湍流速度，密度，和金属丰度与马尔可夫链蒙特卡罗技术，我们发现，MAIHEM模型提供了一个同样好的适合所观察到的低电离物种相比，PIE模型，而在同一时间再现高电离物种，如\ion{Si}{4}和\ion{O}{6}。通过包括多个阶段，MAIHEM模型有利于更高的金属丰度（$Z/Z_\odot \approx 40\%$）的环星系介质相比，PIE模型。此外，所有的解决方案都需要一定量的湍流（$σ_{\rm 3D} \geqslant 26\ {\rm km}\ {\rm s}^{-1}$）。湍流，金属丰度，柱密度和碰撞参量之间的相关性进行了讨论旁边的机制，驱动器内的湍流晕。
2020-01-14 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
Theoretically Modelling Photoionized Regions with Fractal Geometry in Three Dimensions
我们使用最先进的Messenger Monte-Carlo MAPPINGS~V程序（M $^3$）结合CMFGEN恒星大气模型建立了一个嵌入湍流ISM的光电离模型。我们发现，湍流ISM造成的电子温度和密度的不均匀性的星云。湍流ISM中的波动产生了在附近星云中看到的复杂电离结构。星云内的不均匀密度分布在空间分辨的标准光学诊断图上产生了显著的散射，这不能用球形常密度光电离模型来表示。我们分析了不同的光发射线对星云几何结构复杂性的依赖关系，发现位于星云边界的发射线对星云几何结构的复杂性非常敏感，而在整个星云中产生的发射线对星云内ISM的密度分布非常敏感。我们的分形光电离模型表明，一个复杂的星云的几何形状是需要准确的HII区和发射线星系，特别是对于高红移星系，ISM是高度湍流的基础上越来越多的观测证据的建模。
2022-07-14 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 $和-1.18 dex。[X/H]<-1.4的极贫金属气体代表15<log N（HI）<18的吸收剂群体的约一半。因此，在z<1的星系周围存在着重要的原始（尽管不是原始）气体库。z<1星系周围的光电离气体是高度不均匀的，这是基于观测到的金属丰度范围很广（-3<[X/H]<+0.4），并且沿着同一视线，大多数密集的吸收体（Dv<300 km/s）的金属丰度变化很大（2到25倍）。这些吸收体表现出复杂的演化与红移和HI柱密度，我们确定微妙的宇宙演化影响的解释的金属丰度分布和比较与其他的吸收体样品。我们讨论了CCC吸收体的物理条件和宇宙重子和金属收支。最后，我们将CCC的结果与最近的宇宙学变焦模拟进行了比较，并探讨了EAGLE高分辨率模拟中15<log N（HI）<19吸收体的起源。
2019-09-01 astro-ph.GA
Dynamics of Multiphase Carbon in the Turbulent Circumgalactic Medium
本研究通过三维流体动力学模拟，发现湍流和背景辐射在星系周介质中互补地调控多相碳：湍流控制空间分布并促进电离，背景辐射改变电离平衡，共同解释观测到的碳分布。
2025-06-21 astro-ph.GA
Turbulence in the multi-phase circumgalactic medium: bridging TNG50 and idealized kpc-scale simulations
Universität Heidelberg（海德堡大学）
利用TNG50模拟分析银河系质量星系周介质的湍流特性，并通过理想化湍流盒模拟研究辐射冷却与湍流相互作用对冷气体形成的影响。
2026-06-15 astro-ph.GA
An emission map of the disk-circumgalactic medium transition in starburst IRAS 08339+6517
本文通过千秒差距级积分场光谱观测星暴星系 IRAS 08339+6517，发现其盘与环星系介质过渡区在 90% 恒星半径两倍处出现表面亮度斜率突变及电离机制转变，揭示了星际介质与 CGM 的边界。
2024-09-04 astro-ph.GA
Cosmic Ray Mediated Thermal Fronts in the Warm-Hot Circumgalactic Medium
本文研究星系周介质中连接温暖相与炽热相的一维热前沿，揭示宇宙线在热平衡中的主导作用，并通过离子柱密度比与观测对比评估模型适用性。
2024-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Misty, patchy, and turbulent: constraining the cool circumgalactic medium with mCC
该研究提出冷星系周介质以云复合体（CCs）的团块结构存在，通过蒙特卡洛模拟验证其可重现观测数据，给出冷CGM质量估算方法并揭示谱线湍流展宽机制，搭建了模型与观测的关联框架。
2025-08-08 astro-ph.GA
Spatial-Kinematic Absorption Models of the Circumgalactic Medium. II. Ionized Gas Phases and Absorption Lines
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
本文提出星系周介质（CGM）的多相电离气体空间-运动学吸收模型（SKAMs），用于合成类星体吸收线轮廓，支持研究重子循环及教学应用。
2025-10-27 astro-ph.GA
Turbulence in the intragroup and circumgalactic medium
在大质量天体中，如星系团，湍流速度色散$σ_\mathrm{turb}$与天体质量$M$和热能密切相关。在这里，我们调查这些标度律是否延伸到暗物质细丝中的低质量物体。我们进行了宇宙学放大模拟的细丝，使用自适应滤波技术的解决速度分量和亚网格尺度模型来解释未解决的组件。然后，我们计算的平均湍流和热能的放大区域中的所有晕，并比较不同的定义晕的平均值。受密度和温度阈值约束的平均值优于仅基于维里球的平均值。我们没有发现明显的趋势，湍流速度色散与晕质量，但显着的相关性和标度律与指数$α\sim 0.5$之间的湍流速度色散和热能，同意一个几乎恒定的湍流马赫数，类似于更大的物体。我们的结论是，自相似的能量学提出的星系团延伸到CGM的个别星系。
2021-07-26 astro-ph.CO 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
The Halo21 Absorption Modeling Challenge: Lessons From "Observing" Synthetic Circumgalactic Absorption Spectra
Halo21吸收建模挑战赛通过生成三类复杂度递增的CGM合成吸收光谱测试观测反演方法，发现均匀云及强吸收组分参数反演精度高，次要组分约束弱但多组分拟合更符合真实云结构。
2023-05-03 astro-ph.GA
Gas flows in galaxy mergers: supersonic turbulence in bridges, accretion from the circumgalactic medium, and metallicity dilution
在主要的星系合并中，恒星的轨道受到剧烈的扰动，气体被扭转到中心，稀释了气体的金属丰度，引发了恒星暴增。在本文中，我们使用一系列的宇宙磁流体动力学（MHD）放大模拟来研究合并星系中及其周围的气体动力学。我们发现，连接合并星系预合并的气体桥是由湍流压力，与湍流的马赫数峰值在1.6-3.3。这意味着桥梁是由超音速湍流主导的，因此是研究极端环境对恒星形成影响的理想候选者。我们还发现，在合并过程中从环星系介质（CGM）吸积的气体显着贡献（27- 51%）的恒星形成率（SFR）在合并时，并驱动合并残余物中的恒星形成的随后重新点燃。事实上，在z=0时，19- 53%的SFR来自于合并前属于CGM的天然气。最后，我们研究了合并星系中心金属性稀释气体的起源。我们表明，这种气体迅速吸积到银河系中心的时间尺度比正常的恒星形成星系短得多。这就解释了为什么基本的金属丰度关系不能很好地捕捉到合并中的星系。
2021-10-07 astro-ph.GA
Kinematics of H I and O VI Absorbers: Insights into the Turbulence Driver of the Multiphase Circumgalactic Medium
Tsinghua University（清华大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Peking University（北京大学）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Astronomisches Rechen-Institut（海德堡大学天文中心，天文计算研究所）
研究揭示HI和O VI吸收体的动力学特征，表明湍流驱动多相环状星系际介质的形成与维持。
2026-02-24 astro-ph.GA
Spatial-Kinematic Absorption Models of the Circumgalactic Medium. I. Structures, Orientations, and Kinematics
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
本研究提出星系周介质空间-运动学吸收模型系列的第一篇，构建四种理想化星系/CGM结构与三维速度场，推导相关观测与速度表达式，模型灵活可调，可用于重子循环的观测与模拟研究。
2025-10-28 astro-ph.GA
Galaxies Probing Galaxies in PRIMUS - II. The Coherence Scale of the Cool Circumgalactic Medium
在~L* 恒星形成星系附近的环星系介质（CGM）中，MgII 2796吸收很强（等效宽度W_2796>0.1 Ang），覆盖率接近1。为了表征这种吸收的空间相干性，我们分析了Rubin等人（2018）首次提出的明亮背景（b/g）星系的深光谱中检测到的27个恒星形成星系的CGM中的W_2796分布。样本前景（f/g）系统的红移为0.35<z<0.8，恒星质量为9.1<log M_*/M_sun<11.1，b/g星系提供了在投影距离R_perp<50 kpc时半光半径为1.0 kpc<R_eff<7.9 kpc的空间扩展探测器。我们的分析还利用了文献W_2796值在b/g类星体光谱探测的f/g星系晕具有类似的范围M_* 在z ~ 0.25。通过假设（1）相似星系的样本具有相似的环星系W_2796分布，（2）log W_2796服从高斯分布，其色散随M_* 和R_perp的变化是常数，我们用这个类星体-星系对样本建立了CGM中log W_2796分布的模型。然后我们证明了这种分布对b/g探测器表面积与投影吸收体表面积之比（x_A=A_G/A_A）的依赖性，发现假设x_A>=15的分布与我们在95%置信水平下观测到的b/g星系的分布在统计上不一致。这个限制，结合b/g星系的大小，要求W_2796不变化的长度尺度（MgII吸收的“相干尺度”）是l_A>1.9 kpc。这种新的约束形态的冷，光…
2018-09-21 astro-ph.GA
Multiphase gas in Circumgalactic cloud complexes: Insights from kiloparsec-scale Magnetohydrodynamic Turbulence Simulations
Princeton University（普林斯顿大学）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
研究星系际介质中多相气体质量分布，通过高分辨率磁流体动力学模拟，解析冷却长度追踪冷气体演化，发现不同密度环境下冷气体状态不同，确定关键标度关系，指出简单子采样会影响冷气体存活预测，揭示小尺度冷气体来源区域。
2026-07-09 astro-ph.GA
Figuring Out Gas & Galaxies In Enzo (FOGGIE) VI: The Circumgalactic Medium of $L^*$ Galaxies is Supported in an Emergent, Non-Hydrostatic Equilibrium
本研究利用FOGGIE模拟的高分辨率$L^*$星系，分析CGM中热压力、湍流、旋转等力的作用，发现全局流体静力学平衡仅在远距离近似成立，局部条件需考虑非平衡效应。
2023-03-07 astro-ph.GA
The broad H-alpha, [O III] line wings in stellar supercluster A of NGC2363 and the turbulent mixing layer hypothesis
上下文超星系团A位于河外HII区NGC 2363，它的高超音速气体被认为是微弱的宽发射线，全宽为零，强度为7000 km/s。目标。我们探讨的可能性，所观察到的广泛的配置文件是一个高速集群风与密集的光电离团块的相互作用的结果。方法.所考虑的几何形状是近静态的光致电离凝结，在其表面的湍流混合层出现的结果，与热风的相互作用。湍流的近似处理采用Canto & Raga的混合长度方法。代码映射Ic用于导出描述流动的平均量并计算湍流层内的线发射率。对线源的三维速度投影进行了解析计算。结果似乎需要高达~ 4300 km/s的快速夹带风才能再现宽H-α和[O III]剖面的微弱机翼。然而，3500公里/秒的较慢风速仍然可以再现大部分的宽分量，并且确实比特别的高斯廓线提供更好的拟合。结论.在3D径向加速（远离超星系团A）的排放气体提供了一个合理的一阶拟合的宽线分量。如所观察到的，对于[N II]和[S II]线没有预测广泛的组分。所需的风速高得令人不安，可能必须考虑其他方法，使排放气体的加速度达到4000 km/s。
2009-03-06 astro-ph.GA
Upper Limits on the Mass of Cool Gas in the Circumgalactic Medium of Dwarf Galaxies
本文通过HI吸收观测和幂律密度剖面模型，约束了矮星系冷环星系介质气体质量的上限，发现其仅占暗晕重子预算的不到15%，其余重子可能位于温热环星系介质中或被抛射出暗物质晕。
2025-03-10 astro-ph.GA
AGN radiation imprints on the circumgalactic medium of massive galaxies
本文通过高分辨率z=3暗物质晕模拟，研究双锥各向异性AGN辐射对CGM加热与冷却的影响，发现其可重现多种发射线轮廓并将灾难性冷却质量减半。
2023-11-02 astro-ph.GA
Intergalactic-Absorption Confounding Circumgalactic Observations
本文提出星系晕周围的星系际介质（IGM）可能主导环星系介质（CGM）中温热离子吸收，并通过球坍缩模型与观测对比证明IGM对O VI柱密度贡献可达75%以上，建议CGM巡天解释须考虑IGM污染。
2024-07-25 astro-ph.GA
Properties of the Simulated Circumgalactic Medium
环星系介质（CGM）与星系形成和演化密切相关，但在观测上难以表征，在宇宙学模拟中通常分辨率很差。我们使用球对称的，理想化的，高分辨率的CGM模拟在$10^{12}M_\odot$和$10^{11}M_\odot$暗物质晕的气体压力，湍流和径向速度，以及在整个CGM以及在其高，低温阶段的热和有效的动态压力支持的程度。我们发现，$10^{12}M_\odot$晕包含一个CGM主要形成的热气体晕在流体静力学平衡的冷气体冷凝，并落在中央星系，而$10^{11}M_\odot$晕的CGM是不是在流体静力学平衡，有一个更广泛的传播的属性在一个给定的银河系中心半径，没有一个明确的分离的热，冷阶段，并占主导地位的整体运动。我们还发现，在$10^{11}M_\odot$晕的压力支持的程度是强烈依赖于中央星系的星系风的参数。这些结果促进了这样一种想法，即没有“平均”CGM，并且在为CGM的补丁的小盒子模拟设置初始条件时必须小心。
2020-02-05 astro-ph.GA
Accretion-Driven Turbulence in the Circumgalactic Medium
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；New York University（纽约大学）；Northwestern University（西北大学）
研究通过分析和流体动力学模拟，探讨了星系际介质湍流由气体吸积驱动的机制，发现吸积可增强湍流速度，并指出湍流主导的星系际介质可通过紫外吸收光谱的宽对数正态电离分布和大速度弥散识别。
2026-04-14 astro-ph.GA
The role of magnetic fields in ram pressure stripping of satellite galaxies in the circumgalactic medium around massive galaxies
Cardiff University（卡迪夫大学）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；University of Zurich（苏黎世大学）
本研究通过宇宙学放大模拟探究磁场对大质量星系晕中卫星星系冲压剥离的影响，发现磁场对大质量卫星的气体剥离、尾迹演化及金属混合有显著作用，提示星系形成模拟需纳入磁场。
2025-10-06 astro-ph.GA
Magnetising the circumgalactic medium of disk galaxies
环星系介质（CGM）是星系形成的边界之一，通过气体吸积到星系上和气体流出星系而与星系紧密相连。在这里，我们分析的磁场在CGM的银河系类星系模拟的\textsc{Auriga}项目的一部分，构成了一套高分辨率的宇宙学磁流体力学变焦模拟。我们表明，在$z=1$的CGM成为磁化通过银河系外流，运输磁化气体从磁盘到晕。此时，CGM的磁化强度与其金属富集密切相关。然后，我们表明，在低红移的原位湍流发电机，操作时间尺度上的Gigayears进一步放大的CGM磁场和饱和之前，$z=0$。磁场强度在$z=0$的维里半径处达到典型值$0.1\,μG$，并且在维里半径内变得基本均匀。它的法拉第旋转信号与最近的观测结果非常一致。CGM中的磁场在大部分演化过程中是一个无序的小尺度场。只有在低红移的强相干外流能够在CGM的直接位移的这些外流的部分，使磁场。
2020-09-07 astro-ph.GA
A MUSE Source-Blind Survey for Emission from the Circumgalactic Medium
本研究利用VLT的MUSE存档数据开展源盲式宽红移窄带巡天搜寻CGM发射线，编目了多个不同红移的大尺度发射线源，并通过速度场分析揭示了低质量星系CGM的湍动特性与相互作用星系的大尺度相干运动。
2024-10-07 astro-ph.GA
On the OVI Abundance in the Circumgalactic Medium of Low-Redshift Galaxies
我们分析的质量，温度，金属富集，和OVI丰度的环星系介质（CGM）周围的质量$10^9 M_\odot <M_\bigstar < 10^{11.5} M_\odot$的$z\sim 0.2$星系的模拟。在恒星形成的星系中，CGM的质量、温度和金属丰度随着恒星质量的增加而增加，这使得$\sim 0.5$ dex的OVI柱密度分布随着恒星质量的每一个$0.5$ dex的增加而增加。观察到的OVI柱密度分布表现出比预测更弱的质量依赖性：模拟的OVI丰度分布与对质量为$M_\bigstar = 10^{10.5-11.5} M_\odot$的恒星形成星系观察到的一致，但低估了通过$\gtrsim 0.8$ dex对低质量星系观察到的OVI丰度。我们建议，这种差异可能会减轻额外的加热丰富的冷气体在低质量的晕，或增加数值分辨率捕获湍流/导电CGM阶段之间的混合层。淬火星系的质量$M_\bigstar = 10^{10.5-11.5} M_\odot$被发现有0.3-0.8德克斯低的OVI柱密度分布比恒星形成星系的相同质量，在定性协议与观察到的OVI丰度双峰。这种偏移是由活动星系核反馈驱动的，活动星系核反馈通过加热CGM并从晕中喷出大量气体来淬灭星系。最后，我们发现，包括中央星系的辐射场可能会增强的光电离的CGM在$\sim 50$ kpc，进一步增加预测的OVI丰度周围的恒星形成的星系。
2015-11-02 astro-ph.GA
CloudFlex: A Flexible Parametric Model for the Small-Scale Structure of the Circumgalactic Medium
CloudFlex是一个开源参数模型，通过幂律质量分布的云团模拟星系晕冷气体，预测MgII吸收线，并用于约束CGM小尺度结构。
2023-11-09 astro-ph.GA
The Cosmic Ultraviolet Baryon Survey: Empirical Characterization of Turbulence in the Cool Circumgalactic Medium
本文首次测量了红移 z~0.4-1 星系晕中冷周向星系介质的湍流速度与云团尺寸关系，发现其符合 Kolmogorov 湍流规律，并探讨了湍流能量来源。
2023-09-11 astro-ph.GA
Non-equilibrium ionization in the multiphase circumgalactic medium -- impact on quasar absorption-line analyses
本文提出含时（时间相关）光致电离模型框架，研究环星系介质中快速冷却气体的非平衡电离，发现UVB设定和初始温度显著影响离子丰度比，并重新约束了高金属丰度C IV吸收系统的密度与元素丰度。
2025-07-21 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
Simulations of Weakly Magnetized Turbulent Mixing Layers
本文通过三维MHD模拟研究弱至中等背景磁场中的辐射湍流混合层，发现磁场放大可借助磁压支撑和抑制湍流混合显著降低热气体表面亮度与入流速度。
2023-10-03 astro-ph.GA
Comparing the interstellar and circumgalactic origin of gas in the tails of jellyfish galaxies
本文利用arepo磁流体风洞模拟追踪气体流动，发现水母星系尾部大部分气体起源于环星系介质而非星际介质，揭示了CGM在尾部形成中的关键作用。
2024-09-27 astro-ph.GA
Telltale signs of metal recycling in the circumgalactic medium of a $z \sim 0.77$ galaxy
本文介绍了在$z \approx 0.77$观测的一个孤立星系（"G1“）的冷暖富集环星系介质（CGM）的引力弧层析成像。结合VLT/MUSE自适应光学和Magellan/MagE阶梯光栅光谱，我们得到部分解决的运动学的MgII的吸收和[OII]的发射。独特的弧结构使我们能够探测42个空间上独立的弧位置，这些弧位置横向于G1，加上在G1前面的4个位置。这些横向位置分别覆盖了碰撞参量为$\approx 10-30$ kpc和$\approx 60$ kpc时G1的短轴和长轴。我们观察到一个直接的运动学之间的联系，冷，暖丰富的CGM（跟踪MgII）和星际介质（跟踪[OII]）。这提供了强有力的证据，证明存在一个与银河系共同旋转的扩展盘，其旋转范围为数十千秒差距。镁II速度色散（$σ\approx 30-100$公里秒$^{-1}$，取决于位置）是相同的顺序作为模型的星系旋转速度（$v_{\rm rot} \approx 80$公里秒$^{-1}$），提供证据的湍流和压力支持CGM组件的存在。我们认为吸收调制的银河系规模的外流，因为它提供了一个自然的情况下观察到的视线分散和不对称的配置文件对弧和星系。一个扩展的富集的同向旋转盘连同银河系外流的特征，是$z\sim 1$ CGM中金属回收的明显迹象。
2021-07-22 astro-ph.GA
Measuring Simulated Circumgalactic Medium Turbulence with Emission-Weighted Projected Velocity Structure Functions in FOGGIE
Northeastern University（东北大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；The Observatories of the Carnegie Institution for Science（卡内基科学研究所天文台）
该研究基于FOGGIE模拟，探究投影、分辨率等因素对发射加权投影速度结构函数测量CGM湍流驱动尺度的影响，为相关观测解释提供依据。
2026-08-19 astro-ph.GA
The COS Absorption Survey of Baryon Harbors (CASBaH): Warm-hot Circumgalactic Gas Reservoirs Traced by Ne VIII Absorption
根据z > 1类星体的高信噪比紫外光谱和重子港COS吸收巡天（CASBaH）的星系数据库，我们对29个盲选星系在0.49 <zgal < 1.44的高电离环星系介质（CGM）进行了观测。我们在其中9个星系中探测到Ne VIII双线，对于N（Ne VIII）> 10^13.3 cm^-2的气体，（> 10^13.5 cm^-2），我们导出了Ne Ⅷ覆盖分数f_c = 75 + 15/-25%（44 + 22/-20%），在rho < 1.5维里半径范围内f_c = 70 + 16/-22%（f_c = 42 + 20/-17%）。我们估计Ne VIII示踪气体的质量为M_gas（Ne VIII）> 10^9.5 Msol（Z/Zsol）^-1，或者是预期重子质量的6-20%（如果Ne VIII吸收体具有太阳金属丰度）。将Ne VII电离为Ne VIII需要207 eV，而具有这种能量的光子在CGM中是稀缺的。然而，对于我们的样品的中值晕质量和红移，维里温度接近于Ne VIII离子的峰值温度，并且Ne VIII-轴承气体在此温度附近被碰撞电离。此外，我们发现，光致电离的Ne VIII需要冷和低密度的云，将是高度负压（约两个数量级）相对于假定的，环境维里化介质，复杂的情况下，这样的云可以生存。因此，更复杂的（例如，非平衡）模型可能需要;这第一个统计样本的Ne VIII吸收体/星系系统将提…
2019-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Understanding gas mixing in the circumgalactic medium
本研究利用宇宙学“放大”模拟，通过在CGM中注入示踪染料追踪气体混合，发现速度色散和剪切统计最能预测混合气体的范围与形状，并据此校准了亚网格扩散常数。
2025-06-29 astro-ph.GA
MUSEQuBES: Physical conditions, origins, and multi-element abundances of the circumgalactic medium of an isolated, star-forming dwarf galaxy at z=0.57
University of Michigan（密歇根大学）；Inter-University Centre for Astronomy & Astrophysics（天文学与天体物理学跨大学中心）；The Observatories of the Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构天文台）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；Tsinghua University（清华大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Northwestern University（西北大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
MUSEQuBES研究了z=0.57处孤立矮星系的CGM，发现其金属丰度和动力学特征表明CGM可能由超新星喷射物形成，且与矮星系ISM存在差异。
2026-01-05 astro-ph.GA
The COS-Halos Survey: Rationale, Design, and A Census of Circumgalactic Neutral Hydrogen
我们提出的设计和方法的COS-Halos调查，系统的调查的气体晕的44 z = 0.15-0.35星系使用背景的类星体与宇宙起源光谱仪上的哈勃太空望远镜观测。这次巡天共获得39个Z_m ~ 0.5类星体的谱，每个分辨元的S/N ~ 10-15。类星体的视线在150物理千秒差距的星系范围内通过，跨越早期和晚期类型，恒星质量log M* / Msun= 9.5 - 11.5。我们发现，CGM具有较强的HI，平均1 Ang in Lya等效宽度达150 kpc，对恒星形成星系的覆盖率为100%，对被动星系的覆盖率为75%。我们发现，在类似的范围内的碰撞参量，本次调查和以前的研究之间的列密度很好的协议。有微弱的证据表明，早型和晚型星系之间的差异，在强度和分布的HI。动力学表明，探测到的物质与宿主星系是绑定在一起的，因此，探测到的柱密度的90%以上被限制在星系的+/-200 km/s范围内。这种物质通常在T<~ 10^5 K时存在于远低于晕维里温度的地方。我们评估了一些可能的原产地的情况下检测到的材料，并在最后赞成一个简单的模型，其中检测到的HI的大部分出现在一个绑定，冷却，低密度的光电离扩散介质，是通用的所有L* 星系，并可能窝藏总气体质量银河恒星质量相当。
2013-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cooling flow solutions for the circumgalactic medium
在星系形成的几个模型中，反馈以周期的方式发生，或者主要发生在高红移处。在反馈加热无效的时间和区域，星系晕中的热气预计会形成冷却流，气体在冷却时间尺度上向内平流。因此，冷却流解决方案可以用作观测和模拟的基准，以约束反馈加热的时间和程度。使用解析计算和理想化的三维流体动力学模拟，我们表明，对于一个给定的晕质量和冷却功能，稳态冷却流形成一个单参数的解决方案，而最初的流体静力学气体晕收敛在这些解决方案之一的冷却时间内。因此，一旦知道质量流入速率$\dot{M}$或总的晕圈气体质量，就完全确定了该解。在银河系（MW）晕中，$\dot{M}$等于恒星形成速率的冷却流预测冷却时间与自由落体时间之比约为10，类似于一些反馈调节模型。该解决方案还正确地预测了观察到的OVII和OVIII吸收柱，以及OVII和OVIII排放所暗示的气体密度分布。这些结果表明，反馈加热可能是可以忽略不计的内部MW晕。然而，将类似的解决方案扩展到冷却半径，低估了MW周围和其他低红移恒星形成星系周围观察到的OVI柱。这可以与冷却流模型的成功调和，该模型具有优先加热OVI轴承外晕的机制，或者如果OVI痕迹冷却光电离气体超出吸积激波。我们还证明了一些最轻松的集群的熵配置文件是合理的冷却流的解决方案。
2019-07-05 astro-ph.CO 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
Powerful nuclear outflows and circumgalactic medium shocks driven by the most luminous known obscured quasar in the Universe
利用JWST观测已知最亮obscured quasar，发现其驱动了速度达13,000 km/s的极快电离外流，并产生大尺度激波，为quasar外流调节星系团气体加热与吸积提供了关键证据。
2025-04-30 astro-ph.GA
Cooling flows around cold clouds in the circumgalactic medium: steady-state models & comparison with TNG50
冷的、非自引力的团块出现在各种天体物理系统中，从星际和环星系介质（CGM）到活动星系核流出物和太阳日冕环。冷气体有不同的来源，如湍流混合或沉淀从较热的阶段。我们获得了一个稳定的压力驱动的1-D冷却流周围冷，局部超密度，无论其起源的解析解。我们的解决方案描述了缓慢和稳定的辐射冷却驱动的气体流入的饱和制度的非线性热不稳定性的云，片和细丝。当小团周围的气体经历辐射冷却时，就会产生这种冷却流。这些小规模的冷“种子”嵌入通过反馈维持的大体积填充的热CGM中。我们使用一个简单的双流体处理，包括磁场作为一个额外的多变流体。为了测试这些解析解的适用性的限制，我们比较了气体结构中和周围的小尺度冷云在CGM的大规模晕在TNG 50宇宙学MHD模拟从IllustrisTNG套件。尽管气体结构的定性相似，我们发现偏离我们的模型产生的稳态配置文件。复杂的几何形状和湍流都增加了我们分析解决方案之外的复杂性。本文导出了定常冷却流的质量冷却率（$\dot{\rm M}_{\rm cool}$）与辐射冷却率（$\dot{\rm E}_{\rm cool}$）之间的精确关系。与TNG 50云的比较表明，这种冷却流动关系只适用于$\rm \sim 10^{4.5}$ K附近的一个很窄的温度范围，在这个温度范围内等压冷却时间最短。一般来说，湍流和混合，而不是辐射冷却，可能主导不同温度阶段之间的气体的过渡。
2021-12-17 astro-ph.GA
A Role for Turbulence in Circumgalactic Precipitation
大量的观测证据表明，在任何半径范围内，大质量星系周围热介质的冷却时间t_cool都不会比自由落体时间t_ff的10倍低得多。理论模型已经解释了这一发现，假设当t_cool/t_ff < 10时，冷云开始从周围介质中凝结出来，并引发强烈的黑洞反馈反应，重新加热周围的气体，但这些模型还不能简单地解释临界t_cool/t_ff比值的起源。本文探讨了一个启发式的凝聚模型，链接到重力波振荡的湍流驱动的临界比。在线性区域，内部重力波是热不稳定的热平衡介质。因此，具有t_cool/t_ff的平衡介质中的浮力振荡会增长，直到它们饱和，而不会以取决于t_cool/t_ff的振幅凝聚。然而，在10 < t_cool/t_ff < 20的介质中，湍流的速度色散大约是星系恒星速度色散的一半，可以驱动这些振荡凝结。有趣的是，这确实是在含有多相气体的星系团核心中观察到的气相速度分散。因此，环境气体冷凝的临界t_cool/t_ff比和该气体中的湍流水平两者都可能由冷凝、反馈和湍流之间的耦合确定。这样的系统可以收敛到一个调节良好的平衡态，只要反馈能量中进入湍流的部分明显小于更直接进入热的部分。
2018-11-13 astro-ph.GA
Constraining Circumgalactic Turbulence with QSO Absorption-line Measurements
本研究通过两类CGM湍流模拟结合模拟光谱分析，发现$σ_{LOS}$与真实视向湍流强相关且分布符合观测，可有效约束星系周介质湍流，而$b_{turb}$与真实湍流相关性弱。
2023-08-23 astro-ph.GA
Empirical constraints on the turbulence in QSO host nebulae from velocity structure function measurements
本文给出了$z\!\approx\!0.5$ -1.1的四个亮类星体周围扩散环星系介质湍流速度场的第一个经验约束。在VLT上利用MUSE获得的积分场分光观测中，[OII] $λλ\,3727,3729$和/或[OIII] $λ\,5008$发射线显示了以类星体为中心的$\approx\!50$ --直径为100物理千秒差距的空间扩展星云。我们测量的二阶和三阶速度结构函数（VSFs）的范围内的尺度，从$\lesssim\!5$千秒差距到$\approx\!20$ -50千秒差距，以量化这些星云中不同尺度之间的湍流能量转移。虽然没有约束的能量注入和耗散尺度可以从目前的数据，我们表明，强大的约束的幂律斜率的VSF的占大气看到，空间平滑，和大规模的散装流量的影响后，可以确定。在研究的四个类星体星云中，有一个展示了与柯尔莫哥洛夫定律惊人一致的VSF，预期是各向同性、均匀和不可压缩的湍流。其他三个油田从大到小尺度的VSF下降幅度较小。然而，在有限的动态范围内的空间尺度在看到有限的数据，没有约束可以得到这三个星云的VSF斜率。对于符合Kolmogorov定律的类星体星云，我们确定了湍流能量级联率为$\approx\!0.2$ cm $^{2}$ s $^{-3}$。我们讨论的背景下，类星体的喂养和环星系介质中的反馈所观察到的VSF的含义。
2022-11-03 astro-ph.GA
Cold Stream Penetration of Virial Shocks: Fragmentation, Coagulation, and Disruption in the Hot Circumgalactic Medium
The Hebrew University（希伯来大学）；University of Washington（华盛顿大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校）
研究沿宇宙网细丝穿透大质量晕维里冲击的冷流，通过三维模拟改变流半径、马赫数等参数，识别出多种演化模式，揭示了不同压力对比下的物理过程，应用于星系演化框架得出不同红移时冷流的情况。
2026-10-08 astro-ph.GA
Kinematics of Circumgalactic O VI Gas and Disk Rotation of $z\approx0.2$ Star-forming Galaxies
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
本文通过18对类星体与z≈0.2恒星形成星系的观测，研究环星系介质中O VI气体的运动学，发现O VI气体主体很少反向旋转，且与低电离离子匹配的O VI分量更可能与盘共同旋转，揭示了内CGM中气体与星系盘旋转的关系。
2025-11-09 astro-ph.GA
The Co-Evolution of Stellar Wind-blown Bubbles and Photoionized Gas I: Physical Principles and a Semi-Analytic Model
提出大质量恒星星风与电离辐射同时反馈的新框架，通过参数ζ量化星风泡与光电离区的动力学重要性，并开发半解析协同演化模型（CEM）修正反馈泡动量等属性的预测。
2025-05-28 astro-ph.GA
A unified model for the co-evolution of galaxies and their circumgalactic medium: the relative roles of turbulence and atomic cooling physics
本研究提出一种追踪星系与周星系介质（CGM）质量、金属流及能量演化的含时双区模型，揭示CGM相变机制，经FIRE-2模拟校准可重现重子循环，为理解星系与CGM共同演化提供新框架。
2023-08-27 astro-ph.GA
The chemodynamical signature of coherent metal-poor inflow and enriched recycled accretion in the cool circumgalactic medium
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
研究通过结合逐云电离建模与星系旋转运动学，探讨星系际介质中金属丰度与方位角和角动量的关系，发现其金属丰度、运动学和电离特征与贫金属流入及再循环吸积有关，揭示重子循环对金属丰度和角动量的印记及CGM气体起源。
2026-07-17 astro-ph.GA
Survival and mass growth of cold gas in a turbulent, multiphase medium
天体物理气体通常是多相的，并且是高度湍流的。在这项工作中，我们调查的生存和增长的冷气体在这样一个湍流，多相介质中使用三维流体动力学模拟。类似于以前的工作模拟相干流（风），我们发现，冷气生存，如果混合气体的冷却时间比冷气团的开尔文-亥姆霍兹时间短（与一些弱的额外的马赫数的依赖性）。然而，两者之间存在着重要的区别。在生存阈值附近，长期演化是高度随机的，并且受到足够大的团块的存在的影响。在湍流中，冷气体不断碎裂，从而增加其表面积。这导致指数质量增长，增长时间由冷却和混合时间的几何平均值给出。碎片化过程导致大量的小液滴，其遵循无标度$\mathrm{d} N/\mathrm{d} m \propto m^{-2}$质量分布，并且主导面积覆盖分数。因此，虽然存活取决于大的“云”的存在，但这些云反过来又产生与热相紧密耦合的较小液滴的“雾”，其通过吸收线光谱法进行探测。我们表明，借助蒙特卡罗模拟，模拟的质量分布自然出现由于成比例的质量增长和凝结的液滴。我们讨论了我们的结果的收敛标准的环星系介质的大规模模拟和观测的影响。
2022-01-10 astro-ph.GA
