You Are What You Eat: The Circumgalactic Medium Around BreakBRD Galaxies has Low Mass and Angular Momentum
本文基于TNG模拟研究breakBRD星系类似体的环星系介质,发现其气体质量偏低、角动量偏低且与恒星盘错位更大、金属丰度偏高,表明其盘供气集中于中心且缺乏低金属丰度气体吸积。
2023-08-01 astro-ph.GA
A disk-dominated and clumpy circumgalactic medium of the Milky Way seen in X-ray emission
银河系被环星系介质(CGM)所包围,它可能在星系演化中扮演着关键角色,作为恒星形成的气体来源,以及恒星形成和核活动产生的金属和能量的储存库。CGM也可能是在早期宇宙中看到的重子的储存库,但在当地未被发现。在$2 \times 10^{6}$ ~K附近的温度下,CGM具有电离成分,主要在软X射线波段进行研究。在这里,我们报告的调查银河系南部的天空与软X射线光谱仪优化研究扩散软X射线发射。X射线的发射是最好的适合与盘状模型的基础上的径向轮廓的表面密度的分子氢,恒星形成的示踪剂,这表明X射线发射主要是从热等离子体产生的恒星反馈。X射线发射在$\sim10^{\circ}$角尺度上的强烈变化表明CGM是clusterous。此外,一个扩展的,可能是巨大的,晕组成部分是需要匹配的晕密度推断从其他观测。
2020-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Super-virial temperature or Neon overabundance?: Suzaku observations of the Milky Way circumgalactic Medium
我们分析了朱雀和钱德拉观测的软漫射X射线背景向四个视线的目标,从银河系环星系介质(CGM)的特征的X射线发射。我们确定了CGM的两个热分量,一个处于$\rm kT = 0.176\pm0.008 ~keV$的均匀温度,另一个处于$\rm kT = 0.65-0.90~ keV$之间的温度范围。均匀的低温成分与银河系的维里温度($ \sim10^{6}~ K$)一致。较热组分的温度与最近发现的($\rm \sim 10^{7}~ K$ ; Das等人)相似。在blazar 1 ES 1553 +113的视线中,靠近费米气泡。或者,光谱可以用一个具有超太阳氖丰度的低温成分来描述,再次类似于1 ES 1553 +113视线中发现的成分。在$>4σ$的意义上需要额外的热组分或过量的Ne,但我们不能区分这两种可能性。这些结果表明,超维里温度的气体或增强的Ne丰度的暖热气体在CGM中是普遍的,而这些并不一定与费米泡。
2021-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Emission Line Mapping of the Circumgalactic Medium of Nearby Galaxies
环星系介质(CGM)包含了星系中超过50%的重子,它既是后续恒星形成的气体储存库,也是化学处理气体、能量和反馈角动量的储存库。因此,CGM显然在星系演化中起着关键作用。我们讨论的机会,这部分图像使用复合线发射,从早期的结果来自最近的统计检测这种排放的最终目标,实现光谱线图像的CGM在个别附近的星系。这样的工作将在未来十年内进行,并为银河系重子循环提供新的见解。
2019-04-12 astro-ph.GA
On the origin of the $10^7$ K hot emitting gas in the Circumgalactic medium of the Milky Way
本文通过理想化流体动力学模拟提出,银河系环星系介质中约 $10^7$ K 的超维里发射气体源于银盘附近的恒星反馈,并揭示其与维里温气体共同构成持续演化的金属增丰面外盘状结构。
2024-09-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
A 100-kiloparsec wind feeding the circumgalactic medium of a massive compact galaxy
百分之九十的重子位于星系外,要么在环星系或星系际介质中。理论指出,银河风是丰富和巨大的环银河介质的主要来源。来自致密星爆的风被观测到的距离略大于10千秒差距,但环银河系介质通常延伸超过100千秒差距。在这里,我们报告的大质量,但紧凑的星系SDSS J211824.06+001729.4的光学积分场观测。波长为3726埃和3729埃的氧[O II]谱线显示了一个跨越80 × 100平方千秒差距的电离流出物,在10,000开尔文的温度下通过沙漏状星云沉积富含金属的气体,该星云类似于一个抽空的、边缘变亮的双极气泡。我们还观察到温度低于10,000开尔文的中性气相,达到20千秒差距的距离和每秒约1,500公里的速度。这种多相外流可能是由恒星形成的爆发驱动的,与理论一致。
2019-10-29 astro-ph.GA
Evidence for massive warm-hot circumgalactic medium around NGC 3221
我们报告了一个3.4 $σ$探测的温暖,热,大质量,扩展环星系介质(CGM)周围的L $^\star$恒星形成的螺旋星系NGC 3221,使用深朱雀观测。气体的温度是$10^{6.1}$ K,与银河系CGM的温度相当。气体的空间范围至少为$150$ kpc。对于具有太阳丰度的密度廓线的$β$模型,中心发射量度为EM = $3\pm 1 \times 10^{-5}$ cm $^{-6}$ kpc,中心电子密度为$n_{eo} = 4\pm 1 \times10^{-4}$ cm $^{-3}$,斜率为$β= 0.56$。我们调查了一系列的$β$值,并发现密度分布的细节不会显着改变我们的结果。温热气体的质量,假设$\frac{1}{3}$ Z $_\odot$的金属丰度为$16 \pm 3 \times 10^{10}$ M $_\odot$,是NGC 3221中质量最大的重子成分。重子分数为$f_b$ = 0.120 $\pm$ 0.036(统计)$^{+0.104}_{-0.048}$(系统),与宇宙学平均值一致,关闭该星系的重子预算。我们还调查了失踪的金属问题与失踪的重子问题,并得出结论,金属很可能是优先驱逐出星系。我们是第一次探测到一个外部L $^\star$恒星形成螺旋星系周围的扩展的温热CGM,在那里CGM可能解释了丢失的星系重子。
2019-10-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
High-resolution absorption spectroscopy of the circumgalactic medium of the Milky Way
在这篇文章中,我们讨论了高分辨率吸收光谱的重要性,我们的分布和物理性质的气体环绕银河系的介质(CGM)的理解。观测和理论研究表明,在低红移星系的气体运动学和极端的多相性质的CGM的高度复杂性。因此,对银河系气体环境的高精度吸收线测量对于探索局部宇宙中环星系气体的基本参数(如质量、化学成分和空间分布)至关重要。我们简要回顾了银河系CGM的重要特征,并讨论了我们对麦哲伦流多波长观测的最新结果。最后,我们讨论了通过寻找类星体光学光谱中极弱的[FeX] l6374.5和[FeIVX] l5302.9吸收来研究银河系CGM的温热相的可能性。
2013-10-16 astro-ph.GA
On the baryon budget in the X-ray-emitting circumgalactic medium of Milky Way-mass galaxies
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)(马克斯·普朗克地外物理研究所);INAF-Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Como Lake Center for Astrophysics (CLAP), DiSAT, Università degli Studi dell’Insubria(因苏布里亚大学DiSAT科莫湖天体物理学中心);Department of Astronomy, Tsinghua University(清华大学天文系);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);Department of Astronomy, University of Michigan(密歇根大学天文系);Department of Astronomy, Xiamen University(厦门大学天文系)
研究通过分析SRG/eROSITA观测数据,评估了银河系质量星系X射线发射circumgalactic medium的baryon质量估计中的关键不确定性来源。
2025-11-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-rays from the circumgalactic medium of M31
根据最近在距离仙女座星系盘$\sim 5.5-120$ kpc的环形区域探测到的$γ$-射线,讨论了仙女座星系盘(M31)环星系介质(CGM)中宇宙线(CR)产生$γ$-射线的问题。我们认为,由于M31盘中的恒星形成,CR被加速,由于外流和CR扩散,这些CR被平流提升到CGM。平流的时间尺度,由于大量的气体流动所引发的恒星形成活动在M31光盘是可比的($\sim$陀螺仪)的扩散时间尺度与扩散系数$\ge10^{29}$厘米$^2$的$^{-1}$的CR质子的传播能量$\sim 412$ GeV,负责观察到的最高能量的光子。由于逆康普顿时间尺度($\sim$ Myr)比平流时间尺度($\sim$ Gyr)低得多,达到$120$ kpc,因此,从宇宙线(CR)电子出发的$γ$ -射线的轻子起源是困难的.在$\sim100-120$ kpc的CGM中,由吸积激波加速的CR电子的散射没有帮助,因为它会导致未观察到的扩散X射线特征。因此,我们研究的产生$γ$ -射线通过CR质子和CGM气体之间的强子相互作用的数值双流体(热+ CR)流体动力学模拟的帮助下。我们发现,这些机制的组合,这是在M31的最后$\sim $ Gyr的恒星形成过程,随着扩散和强子相互作用,可以解释所观察到的流量从CGM的M31。
2022-05-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Directly constraining the spatial coherence of the $z\sim1$ circumgalactic medium
本研究利用巨引力弧的分辨光谱,通过91条视线的Mg II吸收线数据,首次高精度测得红移$z\sim1$星系周介质冷气体的空间相干尺度为1.4-7.8千秒差距,为星系演化理论模型提供了关键观测约束。
2023-10-20 astro-ph.GA
The Circumgalactic Medium
围绕星系的气体位于星系盘或星际介质之外、维里半径之内,被称为环银河介质(CGM)。近年来,由于对这种扩散的、几乎不可见的物质的观测取得了迅速进展,星系的这一组成部分在我们对星系演化的理解中发挥了重要作用。对这一星系成分的观测和模拟表明,它是一种多相介质,具有丰富的动力学和复杂的电离状态。CGM是星系恒星形成燃料的来源,是星系反馈和循环的场所,也许是星系气体供应的关键调节器。我们回顾我们不断发展的知识,CGM的质量,动力学状态,并与星系的共同演化的重点。从所有红移和整个电磁波谱的观测表明,CGM气体在星系演化中起着关键作用。我们总结了这一领域的现状,并提出了未来研究的悬而未决的问题。
2017-09-26 astro-ph.GA
How Do Supernovae Impact the Circumgalactic Medium? I. Large-Scale Fountains Around a Milky Way-Like Galaxy
反馈在星系形成中是必不可少的。然而,由于缺乏分辨率,宇宙学模拟经常使用特设的反馈参数。相反,小盒子模拟,虽然更好地解决反馈,不能捕捉气体演变超出模拟域。我们的目标是通过将超新星驱动的外流的小盒子结果实施到暗物质晕尺度模拟中并研究它们在大尺度上的影响来弥合这一差距。银河系外流是多相的,但小盒子模拟表明,热相(T $\approx$ 10 $^{6-7}$ K)携带大部分能量和金属。我们实现热流出银河系晕的理想化模拟,并研究它们如何影响环星系介质(CGM)。在本文中,我们讨论的情况下,当恒星形成的表面密度低,因此新兴的热流出的引力约束的晕。我们发现,外流形成一个大规模的,富含金属的大气喷泉运动。随着热气体的积累,内部大气变得“饱和”。冷气体冷凝,其速率与热流出物的注入相平衡。这种平衡导致了热大气的普遍密度分布,与质量流出速率无关。大气层的温度径向下降,自然产生了观测到的X射线光度和O VI,O VII,O VIII的柱密度。自我调节的大气层中有一个重子和一个金属质量分别为$(0.5-1.2)\times 10^{10}M_\odot$和$(0.6-1.4)\times 10^8 M_\odot$,与晕中“失踪”的重子和金属相比,它们很小。我们推测,丢失的物质存在于更大的半径,在过去更强大的外流喷射。
2020-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Efficiency of Thermal Conduction in a Magnetised Circumgalactic Medium
星系周围的冷气体云和它们穿过的热晕之间的巨大温差表明,热传导可能在环星系介质中发挥重要作用。然而,存在磁场时的热传导是高度各向异性的,在垂直于磁场线的方向上被强烈抑制。这通常通过使用简单的公式来建模,该公式假设热传导在一定的效率$f<1$下是各向同性的,但其精确值在很大程度上是不受约束的。我们调查的热传导的效率,通过比较冷云移动通过热介质的三维流体动力学(HD)模拟的演变,使用人工抑制各向同性热传导(与$f$),对三维磁流体动力学(MHD)模拟(真)各向异性热传导。我们的主要诊断是代表较低(接近光盘)环星系介质的银河系类星系的条件下的冷气量的时间演化。我们发现,在几乎每一个HD和MHD运行,冷气体的量随时间的推移而增加,表明热气体冷凝是一个重要的现象,可以有助于气体吸积到星系。对于磁场相对于云运动的最实际的方向,我们发现$f$在0.03 - 0.15的范围内。因此,热传导总是受到高度抑制,但它对云演化的影响通常是不可忽略的。
2021-01-28 astro-ph.GA
Dust in the Circumgalactic Medium of Low-Redshift Galaxies
使用光谱选择的星系从斯隆数字巡天,我们提出了一个检测的红化由于在星系的环星系介质中的尘埃。我们检测到的“标准蜡笔”的颜色的平均变化与存在的前景星系在z ~0.05作为角间距的函数。在Peek & Graves(2010)之后,我们使用被动演化的星系创建标准蜡笔,对银河系红化和颜色红移趋势进行校正,导致样品的颜色散射只有2%。我们设计了一些方法来改善与颜色估计相关的可能的系统效应,并且我们发现前景星系引起的过度变红,其水平在10到0.5毫米量级,尺度范围从30千秒差距到1兆秒差距。我们将这种效应归因于星系周围尘埃的大规模分布,类似于Menard等人的发现。我们发现,环星系红化是一个弱函数的恒星质量的范围$6 \times 10^9 M_\odot$ - $6 \times 10^{10} M_\odot$,并注意到,这种行为似乎是一致的,最近的结果在气相中的金属分布。
2014-11-12 astro-ph.GA
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
Constraining the Size of the Circumgalactic Medium Using the Transverse Autocorrelation Function of C IV Absorbers in Paired Quasar Spectra
环星系介质在星系的形成和演化过程中起着至关重要的作用,是连接星系与周围星系际介质的生命线。在这项研究中,我们利用一个独特的样本类星体对研究的CGM与吸收线断层扫描的属性。我们给出了一个新的中等分辨率的Keck/ESI,Magellan/MagE和VLT/XSHOOTER光谱的29个类星体对在红移$2 < z < 3$。我们从文献中补充了32对额外的光谱样本,创建了一个61个类星体对的目录,角间距在1.7”和132.9”之间,投影物理间距($r_\perp$)在14 kpc和887 kpc之间。我们构建了一个目录的906金属线吸收双峰的C IV($λλ1548, 1550$)的等效宽度范围从6毫$\leq W_{r, 1550} \leq 2053$毫。样本的对数空间等效宽度频率分布($\log f(W_r) = m\log(W_{r}) + b$)的最佳拟合线性模型产生$m=-1.44\pm0.16$和$b=-0.43\pm0.16$的系数。为了约束C IV的投影范围,我们计算横向自相关函数。自相关函数在低$r_\perp$下的平坦化提供了金属富集CGM的相干长度的下限-大约200 $h^{-1}$共移动kpc。这种物理尺寸的限制,使我们能够完善我们的理解的金属在CGM中,在CGM中的C IV的程度取决于气体流量,反馈,金属注入和混合的时间尺度,以及宿主星系的质量。
2022-06-07 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
Deep Synoptic Array science: a 50 Mpc fast radio burst constrains the mass of the Milky Way circumgalactic medium
我们提出的深层天气阵列(DSA-110)的发现和干涉定位到目前为止,非重复FRB 20220319 D。FRB起源于一个年轻的、快速形成恒星的棒旋星系IRAS 02044 $+$ 7048,它的质量只有50 Mpc。虽然NE 2001和YMW 16模型的银河系星际介质(ISM)的DM的FRB 20220319 D的贡献超过其总观测DM,我们表明,在这些模型中的不确定性容纳的爆发河外起源。我们推导出一个保守的上限DM贡献的环银河系介质(CGM)的银河系:限制是28.7 pc cm $^{-3}$和47.3 pc cm $^{-3}$,这取决于两个恒星附近的天空FRB 20220319 D是用来估计ISM DM。这些极限都意味着银河系CGM的总质量是$<10^{11}M_{\odot}$,而银河系的重子质量是给定总晕质量的宇宙学平均值的$\lesssim60\%$。当遥远的球状星团M53中的双星DM被另外考虑时,可能会有更严格但不那么保守的约束。虽然我们的约束条件是敏感的CGM中可能的各向异性和假设的形式的径向密度分布,它们不受CGM的化学和热性质的不确定性。我们的研究结果强烈支持星系形成模拟通常预测的情况,其中反馈过程从像银河系这样的星系晕中驱逐重子物质。
2023-01-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Emission line ratios for the Circumgalactic Medium and the "Bimodal" Nature of Galaxies
我们发现显着不同的诊断发射线比率的环星系气体与星系的恒星质量以上和以下$10^{10.4}$ M $_\odot$使用SDSS光谱。具体地说,在17,393个星系的样本中,在10和50 kpc之间的投影半径处被18,535条视线包围,我们叠加了星云强发射线的测量通量,[O { \small III}] $λ$ 5007,H $α$和[N { \small II}] $\lambda6583$,发现低质量星系周围的气体与恒星形成电离的气体具有相似的线比,而高质量星系周围的气体与活动星系核或激波电离的气体具有相似的线比。这一发现突出了星系的另一个特征,在这个恒星质量阈值之上和之下是明显不同的,但是一个与气体吸积行为更密切相关的特征被假设为负责这种二分法。
2018-09-24 astro-ph.GA
The Anisotropic Circumgalactic Medium of Massive Early-Type Galaxies
利用测量的[O III],H $α$和[N II]的发射线通量起源于冷(T $\sim10^4$ K)气体,人口的大规模早型星系的晕与恒星质量大于$10^{10.4}$ M $_\odot$,我们探讨了最近的猜想,即活动星系核(AGN)的活动优先删除环星系介质(CGM)沿极(短轴)方向。我们发现赤字的平均发射线通量[O III]和H $α$(65和43%,分别)沿极性与平面方向,虽然由于这些困难的测量结果是边缘的统计意义(1.5 $σ$)的大的不确定性。更稳健(97%至99.9%的置信度取决于统计检验),诊断线比显示更强的AGN电离签名沿极方向在小半径比在其他角度或半径。我们的研究结果是一致的猜想的各向异性CGM在大规模的,早期类型的星系,建议在独立的理由,这是绑定到活动星系核活动,并开始显示使用发射线CGM映射的潜力。
2022-10-18 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
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
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 Radio Universe at Low Surface Brightness: Feedback & accretion in the circumgalactic medium
已知高z的大质量星系与它们的环星系介质(CGM)共同演化。如果我们想真正理解CGM在星系和星系团早期演化中的作用,我们需要充分探索CGM的多相性。我们提出了两个新的科学案例,利用低表面亮度观测无线电制度,以更好地了解遥远星系周围的CGM。在最低温度下,对广泛分布的分子气体的观测为形成大质量星系的冷重子循环提供了证据。在最高温度下,对Sunyaev-Zeldovich效应的观测开始揭示类星体反馈对CGM中热气体的影响。我们讨论的关键作用,无线电干涉仪与紧凑的配置在毫米政权将在未来十年中发挥理解的关键作用的多相CGM在星系演化。
2019-05-14 astro-ph.GA
The circumgalactic medium of high redshift galaxies
我们在Pallottini等人2014年提出的金属富集模拟中研究了高$z$星系的环星系介质(CGM)的性质。在$z=4$,我们发现,模拟CGM气体密度分布是自相似的,一旦缩放与维里半径的父暗物质晕。我们还发现了一个简单的分析表达式的中性氢等效宽度(${\rm EW}_{\rm HI}$)的CGM吸收器作为视线的碰撞参量($b$)的函数。我们测试我们的预测对模拟从模拟中提取的光谱,并表明该模型再现了从合成光谱分析中提取的${\rm EW}_{\rm HI}(b)$配置文件。当与现有数据比较时,我们的CGM模型很好地预测了观测到的$z\lesssim2$星系中的${\rm EW}_{\rm HI}(b)$,并支持CGM轮廓不随红移而演化的观点。
2014-07-29 astro-ph.CO 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
The warm-hot, extended, massive circumgalactic medium of NGC 3221: an XMM-Newton discovery
利用朱雀观测数据,我们发现了L $^\star$星系NGC 3221中存在X射线辐射的暖-热环星系介质(CGM)的$3.4σ$证据。在这里,我们提出了XMM-Newton数据,并概述了一种有效,严格和定义良好的方法来提取微弱的CGM信号。我们确认CGM检测在$4σ$意义范围内的星系30-200千秒差距。我们满怀信心地声称,$99.62\%$的CGM已扩展至超过$150$ kpc。CGM的平均温度为2.0 $^{+0.2}_{-0.3} \times 10^6$ K,但它不是等温的。我们发现了暗示性的证据,温度梯度下降到125千秒差距和100千秒差距内的超维里温度。虽然在银河系CGM中检测到了超维里温度分量,但这是第一次在任何螺旋星系的温暖热CGM中观察到温度梯度。排放测量曲线与$β-$模型或恒定密度曲线拟合良好。需要更深入的数据来约束温度和密度分布。我们还证实了朱雀实验的结果,即暖热的CGM是NGC 3221中质量最大的重子成分之一,并且可以解释星系中缺失的重子。
2020-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Figuring Out Gas & Galaxies in Enzo (FOGGIE). II. Emission from the z=3 Circumgalactic Medium
观测环星系介质(CGM)的发射提供了为星系提供燃料并接收其反馈的气体的空间和运动学范围的3D地图。我们提出了模拟的高分辨率CGM气体从FOGGIE项目的排放线地图(找出气体和Galvanes在恩佐),并将这些地图链接到气体的物理和空间特性。通过单独增加空间分辨率,线发射的总光度增加了一个数量级。当CGM气体模拟到< 100 pc尺度时,这种增加出现在密集的小尺度结构的丰度中。目前的积分场单位仪器,如KCWI和MUSE,应该能够探测到这种发射的最亮的结和细丝,并由此推断CGM气体相对于星系的整体运动学。我们的结论是,占小规模的结构远低于仪器的空间分辨率的水平是必要的,以正确地解释这种观测的基础气体结构驱动可观测到的排放。
2018-11-13 astro-ph.GA
The multiphase circumgalactic medium and its relation to galaxies: an observational perspective
本文从观测视角综述了多相环星系介质(CGM)的研究方法,涵盖吸收光谱、发射线成像与积分场光谱,并探讨CGM在星系演化及环境作用中的关键角色。
2024-08-30 astro-ph.GA
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
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
Modeling Photoionized Turbulent Material in the Circumgalactic Medium II: Effect of Turbulence within a Stratified Medium
附近恒星形成星系的环星系介质(CGM)显示出OVI吸收的明显迹象,伴随着很少或根本没有可检测到的NV吸收。这种不寻常的光谱特征,伴随着来自较低电离态物质的高度不均匀吸收,表明CGM必须被视为动态的多相介质,例如在湍流存在下发生的。受以前的各向同性湍流模拟的启发,我们进行了分层介质中的Navarro-Frenk-White(NFW)的引力势与总质量的$10^{12}$太阳质量和湍流径向减少的化学动力学模拟。模拟假设0.3太阳,红移零metagalatic紫外线背景的金属丰度,他们跟踪电离,重组,和物种的辐射冷却使用MAIHEM包。我们比较了一套离子柱密度与低红移恒星形成星系的COS晕样本。湍流的平均一维速度色散约为40 km/s,对应的能量注入率约为$10^{49}$ erg/yr,产生的CGM与许多观察到的离子柱密度和比率相匹配。在该模拟中,由于辐射冷却和来自湍流混合的冷却的组合,NVI与OVI的比率从其平衡值被抑制。这种程度的湍流与观测到的更好的约束、更高质量的系统的预期是一致的,并且可以通过来自超新星的能量输入、气体流入和来自暗物质晕下的动力学摩擦来维持。我们还进行了更高分辨率的运行,产生更小规模的结构,但仍然与观察一致。
2020-06-04 astro-ph.GA
Constraining the nature of active galactic nuclei through circumgalactic Lya emission at z=2-3
Tsinghua University(清华大学);University of Milan Bicocca(米兰比可卡大学);Universität Heidelberg(海德堡大学);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Xi’an Jiaotong-Liverpool University(西交利物浦大学)
研究通过分析z=2-3处59个无遮挡和26个遮挡类星体的环星际Lyα云,发现无遮挡类星体的Lyα云更不对称且更扩展,暗示AGN反馈驱动从遮挡到非遮挡的转变。
2026-04-28 astro-ph.GA
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
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
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
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
Azimuthal Anisotropy of Magnetic Fields in the Circumgalactic Medium Driven by Galactic Feedback Processes
本研究利用IllustrisTNG的TNG50模拟发现星系周介质磁场存在由星系反馈外流驱动的方位各向异性,其强度随星系质量和碰撞参数变化,模拟RM趋势与观测定性一致,但RM振幅小导致探测困难。
2023-10-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The circumgalactic medium of eBOSS emission line galaxies: signatures of galactic outflows in gas distribution and kinematics
利用金属吸收线跟踪研究了发射线星系冷环星系介质(CGM)的分布和运动学。利用来自SDSS-IV eBOSS的大约20万个ELG和来自SDSS的50万个背景类星体,我们测量了类星体光谱中Mg II和Fe II线的中值吸收强度,其碰撞参量范围从10 kpc到1 Mpc。为了比较,我们在明亮的红色星系(LRGs)周围测量了相同的数量。在大于100 kpc的尺度上,ELG和LRG都表现出相似的吸收曲线。然而,在较小规模的ELG周围,金属吸收要强5-10倍。金属的吸收强度是各向异性的,沿短轴的星系,过量,表明流出的吸收气体的起源。冷CGM的速度色散和它的宿主暗物质晕的速度色散之间的比率对于ELG来说大约是1,但是对于LRGs来说大约是一半。这些结果表明,星系类型的二分法反映在密度分布和运动学的CGM跟踪金属吸收线。我们的研究结果提供了强有力的证据表明,CGM的ELG是丰富的恒星形成所产生的气体外流。
2018-09-17 astro-ph.GA
Temperature asymmetry in the Milky Way's hot circumgalactic medium induced by the Magellanic Clouds
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen(格罗宁根大学卡普坦天文研究所)
研究通过流体动力学/N体模拟探讨大麦哲伦星云通过是否导致银河系热环状介质的温度不对称性,发现星云运动使银河系盘压缩南部环状介质气体,导致温度升高,与观测一致。
2026-04-09 astro-ph.GA
A panoramic view of the circumgalactic medium in the photoionized precipitation model
我们考虑一个模型的环星系介质(CGM)中,反馈保持一个恒定的冷却时间比自由落体时间在整个晕,使整个CGM是稍微不稳定的多相冷凝。这个“沉淀模型”是由观测到的多相气体在核心的星系团和晕的大规模椭圆。我们来自模型的密度和温度分布的CGM周围的星系与银河系的质量相似。考虑到我们的太阳系在银河系的几何位置后,我们表明,CGM模型与观测到的OVI,OVII和OVIII柱密度一致,只有当温度波动与对数正态色散$σ_{\ln T} \sim 0.6$ - $1.0$包括在内。我们发现,OVI柱密度观察周围的恒星形成的星系需要系统的$σ_{\ln T}$比周围的被动星系更大的值,这意味着在磁盘中的恒星形成和CGM的状态之间的连接。银河系外紫外背景光电离不会显著改变像银河系这样的星系的CGM特征,但对低质量星系的CGM有更大和更显著的影响。
2021-08-18 astro-ph.GA
On The Effect of Environment on Line Emission from the Circumgalactic Medium
我们测量的差异,从环星系介质,CGM,在不同的环境中的星系的发射线通量。这种差异可能是解释一系列取决于环境的星系特性的关键线索。使用大样本的堆叠档案光谱从斯隆数字巡天,我们发现,H $α$ + [N { \small II}]发射线通量从CGM在50千秒差距的$\sim$ L $^*$星系是较低的两个星系,位于$\sim$ 500千秒差距的投影距离从一个大规模的($M_*>10^{11} M_\odot$)星系和星系在更丰富/更密集的环境。即使我们控制了星系的质量和形态,环境差异在统计上也是显著的。我们将这些观察结果解释为环境引起的扼杀的直接签名。我们提出了一个简单的,启发式的大质量的母星系的影响模型。在这个模型中,对于距离大质量星系700 kpc以内的星系,50 kpc以内的CGM冷气体分数显著降低,即使星系距离其大质量母星系500 kpc,也会有大约80%的冷气体被移除。然而,我们讨论了所观察到的行为的替代物理原因,并讨论了解决未决问题的方法。
2019-06-04 astro-ph.GA
Completing the Hydrogen Census in the Circumgalactic Medium at z~0
在过去的十年中,莱曼α和金属线吸收观测已经确定了在z~0.2的恒星形成星系周围普遍存在的富含气体的环星系介质(CGM),可能追踪星系晕中丢失的重子质量的一半。不幸的是,这些观测结果仅提供了CGM中气体的统计测量,并且不约束气体的空间分布和运动学。此外,我们有限的灵敏度莱曼α在z~0与现有的仪器。因此,我们仍然不知道这种气体如何从CGM流到星系盘上,在那里它可以为目前正在进行的恒星形成提供燃料。幸运的是,21厘米HI观测射电望远镜可以映射HI发射提供空间和运动学信息的CGM星系在z=0。用相控阵天线、无线电照相机、单碟望远镜进行观测,可以产生无与伦比的表面亮度灵敏度和测量速度。这些观测可以完成CGM中N(HI)<10^17 cm^-2的HI的普查,并限制气体吸积在局部宇宙中的进行,特别是当与紫外吸收线数据配合使用时。
2019-03-16 astro-ph.GA
The Impacts of Modeling Choices on the Inference of the Circumgalactic Medium Properties from Sunyaev-Zeldovich Observations
由于Sunyaev-Zeldovich(SZ)互相关测量的信噪比提高了我们推断环星系介质(CGM)性质的能力,我们将从统计不确定性过渡到系统不确定性。使用热力学配置文件创建的CGM从IllustrisTNG(下一代)模拟,我们调查的重要性,具体的选择在建模的星系样本。这些选择包括模拟中不同的样本选择(恒星与晕质量,颜色选择)和不同的拟合模型(通过质量分布的形状匹配,包含两个晕项)。我们的模拟星系样本预测SZ可观测的配置文件,并适合这些配置文件的广义Navarro-Frenk-White配置文件使用即将到来的西蒙斯天文台实验的预测误差。我们测试了拟合中的自由参数的数量,并表明这是另一种产生不同结果的建模选择。最后,我们展示了如何不同的拟合模型可以重现参数的基准配置文件,并表明,除了一个两晕项和匹配的质量分布的样品是非常重要的建模选择考虑。
2021-09-16 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
Metal enrichment in the circumgalactic medium and Lyα haloes around quasars at z $\sim$3
深空观测已经探测到扩展的Ly $α$发射星云围绕着数十个红移为2到6的类星体。然而,对这种扩展晕的金属丰度仍然知之甚少。我们利用MUSE-VLT数据对$z\sim3$上的80个类星体进行了详细的分析。我们发现了明确的证据,延长发射的紫外星云线,如CIV或HeII约20 $\%$的样品,而CIII]仅在少数对象中检测到。通过堆叠立方体,我们检测到CIV,HeII和CIII的发射,半径约为45 kpc。CIV和HeII的径向下降比Ly $α$陡得多,而CIII]在45 kpc的内部显示出与Ly $α$相似的较浅的轮廓。我们推断环星系气体在中心30-50 kpc的平均金属丰度为$\sim$ 0.5太阳能,甚至更高。然而,我们也发现了证据的一个组成部分的赖氨酸$α$晕,它具有弱得多的金属发射线相对于赖氨酸$α$。我们认为,在中央30-50千秒差距的环星系介质的高金属丰度与过去的类星体驱动的外流的化学预富集,并有一个更广泛的组成部分的CGM,具有低得多的金属丰度,并可能与近原始气体从星系际介质吸积。我们表明,我们的观测结果与FABLE放大宇宙学模拟的预期吻合得很好。
2020-06-14 astro-ph.GA
Connection Between the Circumgalactic Medium and the Interstellar Medium of Galaxies: Results from the COS-GASS Survey
我们提出了一个研究探索的性质和性质的环银河系介质(CGM)和它的连接到原子气体含量的星际介质(ISM)的星系跟踪的HI 21厘米线。我们的样本包括来自GALEX Arecibo SDSS巡天的45个低z(0.026-0.049)星系。它们的CGM是通过在碰撞参量为63至231千秒差距的背景准恒星天体光谱中的吸收来探测的。这些光谱是由哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪获得的。我们在92%的星系的CGM中检测到中性氢(Ly $α$吸收线)。我们发现的径向轮廓的CGM跟踪的Ly $α$等效宽度可以拟合为一个指数的尺度长度大致的维里半径的暗物质晕。我们没有发现视线相对于星系长轴的方向和Ly $α$等效宽度之间的相关性。环星系气体的速度分布与在星际介质中的原子气体中看到的一致。我们发现气体分数(M(HI)/M*)和撞击参数校正的Ly $α$等效宽度之间有很强的相关性(99.8%置信度)。这比校正的Ly $α$等效宽度和SFR/M* 之间的类似相关性更强(97.5%置信度)。这些结果意味着HI盘和CGM之间的物理连接,这是规模上的一个数量级更大。这是一致的图片,其中HI磁盘是滋养的吸积气体从CGM。
2015-09-15 astro-ph.GA
X-ray signatures of galactic outflows into the circumgalactic medium
本文通过受控流体动力学模拟研究强星系外流与不同初始状态环星系介质的相互作用,给出软X射线表面亮度随能量注入率的变化规律及激波传播的解析近似。
2024-05-09 astro-ph.GA
Distinguishing Between Photoionized and Collisionally Ionized Gas in the Circumgalactic Medium
历史上,大多数对高度电离等离子体的研究都假设离子处于光电离平衡(PIE)或碰撞电离平衡(CIE),有时包括具有不同相关机制的多个阶段。另一方面,模拟分析包倾向于使用预先计算的离子分数表,其中包括两种机制。专注于低密度,高温相空间可能是最相关的环星系介质中,在这项工作中,我们表明,大多数离子可以被归类为“PI”或“CI”的离子的离子的基础上。这意味着对于相空间中特定点处的云,一些离子将主要由PI产生,而另一些离子则由CI产生,其他机制只起很小的作用。具体来说,我们表明,离子一般CI,如果每个粒子的热能是大于$\sim6$ \%的电离能,PI否则。我们分析的准确性相比,通常的PIE/CIE计算,这一结论的红移和电离背景的依赖性令人惊讶的小。
2022-12-19 astro-ph.CO 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
Detection of diffuse HI emission in the circumgalactic medium of NGC891 and NGC4565 -- II
本研究利用GBT沿NGC891和NGC4565主轴开展高灵敏度21厘米观测,发现大量WSRT遗漏的弥散星系周HI,并评估其运动学及对恒星形成燃料补给的意义。
2023-12-11 astro-ph.GA
Modeling Photoionized Turbulent Material in the Circumgalactic Medium III: Effects of Co-rotation and Magnetic Fields
环星系介质(CGM)的吸收线测量显示了一个高度不均匀分布的低电离态物质伴随着更广泛的高电离态材料。这表明,CGM是一个动态的,多相介质,如出现在湍流的存在。为了更好地理解这种演变,我们进行流体动力学和磁流体动力学(MHD)模拟的CGM周围的银河系类星系。在这两种情况下,CGM最初是在一个$10^{12}$太阳质量的暗物质引力势的流体静力平衡,和模拟包括旋转的内晕和湍流,径向减少。他们还跟踪电离,重组,并在红移为零的紫外线背景的存在下,物种的辐射冷却,采用MAIHEM非平衡化学包。我们发现,经过9个回转的演变,一个磁场的存在导致一个整体较热的CGM,与冷气体在中心的磁压占主导地位。虽然非MHD运行产生更多的冷云整体,我们发现类似的Si IV/O VI和NV/O VI的比例之间的MHD和非MHD运行,这都是非常不同的,从他们的平衡值。非MHD晕在中心盘上方发展出冷的、低角动量的细丝,相比之下,MHD运行具有更有效的角动量传输,特别是对于形成更有序和扩展的盘的冷气体。
2022-01-23 astro-ph.GA