The Circumgalactic Medium in Massive Halos
本章回顾了当前关于z ~ 0.2-2大质量星系周围冷(T ~ 1 e4 K)晕气体含量的知识。近十年来,利用吸收光谱研究中红移Mh ~ 1 e ~(12 - 1 e)Msun质量晕中冷环星系气体的研究取得了重大进展。通过公共档案中的星系和类星体的大量光谱样本,对附近宇宙之外的大质量星系周围的晕气体进行系统研究成为可能。除了准确和精确的约束条件的冷气体的大规模晕的发病率,气体运动学和化学成分的详细表征周围的大规模静止星系在z ~ 0.5也得到了。结合所有可用的测量结果表明,来自外部来源的下落云可能是在d >~ 100 kpc处从大质量静止星系中检测到的冷气体的主要来源。更近距离的气体起源目前还不太确定,但超新星Ia驱动的风似乎对d < 100 kpc的冷气体有很大的贡献。相比之下,在d <~ 200 kpc的明亮类星体中观察到的冷气体似乎与类星体在秒差距尺度上的活动密切相关。类星体晕中冷气体覆盖率与类星体热光度之间的强相关性仍然是一个谜。将吸收线研究与气体和星系的空间分辨发射测量相结合是解决剩余问题的必要下一步。
2016-12-02 astro-ph.GA
From large-scale environment to CGM angular momentum to star forming activities -- I: star-forming galaxies
通过环星系介质(CGM)获得晕气体和星系恒星形成之间的联系已经研究了很长时间。在这一系列的两篇论文中,我们把这种相互作用放在大尺度(几百kpc)的星系环境中,在一定程度上,绘制出星系相互作用的各种路径。我们使用IllustrisTNG-100模拟来证明,大尺度环境调制环星系气体角动量,导致增强(纸I)或抑制(纸II)星系内的恒星形成。在这篇论文(论文I)中,我们证明了恒星形成星系周围的大尺度环境通常是引发新的恒星形成事件的原因。这样一个情景式的恒星形成模式与环星系气体的脉动运动很好地同步,环星系气体一方面接受来自大尺度环境的角动量调制,产生螺旋状的气体来为恒星形成库提供燃料,而另一方面又受到来自星系中心的反馈活动的影响。因此,一个现今的恒星形成星系在其演化历史中可能经历了几个恒星形成和静止阶段的循环,环星系气体进行同步的“呼吸”运动,达到$\sim 100$ kpc。
2021-12-08 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。
2026-11-11 astro-ph.GA
Quasars Probing Quasars VIII. The Physical Properties of the Cool Circumgalactic Medium Surrounding z ~ 2-3 Massive Galaxies Hosting Quasars
我们研究了z ~2-3类星体宿主星系周围的T ~10^4 K环星系冷介质的物理性质,预测z ~2-3类星体宿主星系将演化成今天的大质量椭圆星系。使用14个类星体对的统计样本,预测分离< 300 kpc和高色散,高S/N光谱,我们发现极端的运动学与低金属离子线通常跨越~ 500 km/s,超过任何以前研究的星系人口。CGM显著富集,甚至超过维里半径,具有中值金属丰度[M/H] ~-0.6。α/Fe丰度比增强,表明晕气体主要是由核心塌陷超新星富集。在维里半径内的冷气体质量估计为1.9*10^11太阳质量(R_ \perp /160 kpc)^[2],约占星系晕重子收支的1/3。CGM气体的电离态随着与前景类星体的投影距离的增加而增加,这与类星体主导电离辐射通量的预期相反。然而,我们也发现了其他星系群体的CGM中没有表现出的特殊性。在一个吸收系统中,我们可能检测到未分辨的荧光Ly-alpha发射,而另一个系统显示出强的NV线。综合这些异常现象来看,至少在某些情况下,横向视线可能被照亮。我们还发现了一种特殊的情况,即探测到CII* 精细结构线意味着电子密度大于100 cm^-3,并且存在亚秒差距尺度的气体团簇。
2016-08-12 astro-ph.GA
Quasars Probing Quasars VII. The Pinnacle of the Cool Circumgalactic Medium Surrounds Massive z~2 Galaxies
我们测量了z~2类星体周围的环星系介质(CGM)中金属线跃迁CII 1334和CIV的入射率和吸收强度,它们是大质量暗物质晕M_halo~10^12.5 Msun的路标.在维里半径(Mvir~ 160 kpc)的尺度上,我们测量到高覆盖分数fC=0.73+/-0.10到强CII吸收(静止等效宽度W1334>0.2A),这意味着大量的冷(T~10^4K)金属富集气体。我们保守地估计金属质量超过10^8兆太阳。我们建议这些金属微量富集的初期intragroup/intracluster介质,这些晕最终居住。这类星体周围的冷CGM是在所有时代观察到的星系中的顶峰,就覆盖率和HI Lya的平均等效宽度和低离子金属吸收而言。我们认为,这个冷CGM的属性主要反映晕质量,和其他因素,如反馈,恒星形成率,星系际介质的吸积是次要的。我们进一步估计,大质量z~2星系的CGM占了沿随机类星体视线的大部分强MgII吸收。最后,我们在1 Mpc的物理碰撞参量下探测到了超过随机入射的强CIV吸收(W 1548>0.3A),并测量了类星体CIV交叉关联函数:xi(r)=(r/r 0)^-g,其中r 0 = 7.5Mpc,g=1.7。与以前在更大尺度上的工作相一致,我们推断这种高度电离的CIV气体追踪了大质量(10^12 Msun)的晕。
2014-09-22 astro-ph.GA
Circumgalactic Oxygen Absorption and Feedback
类星体光谱中的OVI吸收是由环绕星系的大气层引起的,这表明在从中心恒星形成星系超过100千秒差距的视线范围内,大气柱密度会下降。这种更替支持了氧起源于中央星系的假设。当使用Abel积分反演转换成氧空间密度时,OVI柱需要大于$\approx 10^9 M_\odot$的氧浓度接近100 kpc。在这个半径范围内的环星系气体在小于1 Gyr的时间内冷却,并辐射$\sim 10^{42.2}$ erg s $^{-1}$。维持许多陀螺仪的富氧大气所需的反馈能量不容易由银河系超新星提供。然而,在恒星形成星系中的大质量中心黑洞可能产生足够的吸积功率和间歇性的冲击波在$r \sim 100$ kpc平衡环星系辐射损失晚型$L^\star$星系。在早期型被动$L^{\star}$星系中观测到的OVI吸收的相对缺乏可能是由于来自其更大质量的中心黑洞的增强的AGN反馈。
2017-08-23 astro-ph.GA
Characterizing the abundance, properties, and kinematics of the cool circumgalactic medium of galaxies in absorption with SDSS DR16
为了研究星系的环星系介质(CGM),我们开发了一个自动化的管道来估计类星体的光学连续谱和检测干预金属吸收线系统与匹配核卷积技术和自适应S/N标准。我们在斯隆数字巡天(SDSS)的最新数据发布16(DR 16)中处理了$\sim$一百万个类星体,并在红移范围$0.35<z_{abs}<2.3$内编译了$\sim$ 160,000 MgII吸收体和$\sim$ 70,000 FeII系统的大样本。结合$\sim1.1$百万发光红星系(LRGs)和$\sim 200,000$发射线星系(ELGs)的SDSS DR 16光谱,我们研究了$0.5<z<1$的冷气体吸收性质.这些大的样本使我们能够更准确地比以前的工作中的规模依赖的MgII的特征。我们发现,有一个强烈的增强镁Ⅱ吸收内的$\sim 50$ kpc的ELG,和覆盖分数内的$0.5r_{\rm vir}$的ELG是2-5倍,高于LRG。超过50千秒差距,有一个急剧下降的MgII的两种星系,表明过渡到政权的CGM是紧密相连的暗物质晕。镁II覆盖分数与恒星质量的LRG强烈相关,但弱ELG,覆盖分数增加与恒星形成率。我们的分析表明,冷环星系气体有不同的物理起源恒星形成与静止星系。
2021-03-29 astro-ph.GA
Metal content of the circumgalactic medium around star-forming galaxies at z $\sim$ 2.6 as revealed by the VIMOS Ultra-Deep Survey
环星系介质(CGM)是大规模外流和星系吸积之间相互作用的地方。在环星系和星系际介质之间流动的处于不同电离态的金属受到大的星系流出和低电离态流入气体的影响。对它们的空间分布及其与星系性质的关系的观测研究可能对星系形成和演化的模型提供重要的约束。为了提供新的见解的空间分布的环星系的恒星形成的星系,我们选择了一个样本的238个紧密对在$1.5 < z <4.5$($\langle z\rangle\sim$ 2.6)从VIMOS超深调查。然后,我们产生复合光谱,通过共同添加光谱的$background$星系,提供不同的视线在CGM检查的空间分布的气体位于这些星系周围,并调查可能的相关性之间的强度的低和高电离吸收功能与不同的星系属性。我们检测到C II,Si II,Si IV和C IV)分离$\langle b \rangle=$ 172 kpc和146 kpc。我们的$W_{0}$径向配置文件表明,产生这些反射的CGM气体含量的潜在红移演变。我们发现C II和C IV之间的相关性与恒星形成率,恒星质量和趋势与星系大小估计的有效半径和方位角。与低SFR和低恒星质量的成星星系相比,具有高恒星形成率的星系表现出更强的CIV吸收。这些结果可以解释为更强的外流,更软的辐射场无法覆盖高电离状态线,或者是银河喷泉场景,从以前的恒星形成事件中喷出的富含金属的气体落回星系。
2022-07-25 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 changing circumgalactic medium over the last 10 Gyr I: physical and dynamical properties
分析了两组EAGLE变焦模拟星系晕的物理和动力学状态,一组在高红移($z=2-3$),另一组在低红移($z=0$),质量为$\approx 10^{12} M_{\odot}$。我们的重点是这些$L^*$恒星形成星系的环星系介质(CGM)在过去10 Gyr的变化。我们发现,高$z$ CGM在"冷"($T<10^5$ K)和"热"($T\geq 10^5$ K)相之间几乎相等地划分,而低$z$热CGM相包含更多的质量$5\times$.高-$z$热CGM含有的金属比冷CGM多60%,而低-$z$冷CGM含有的金属比热CGM含量多35%。在整个高-$z$ CGM中,金属均匀地径向分布在热相和冷相之间。在高$z$时,CGM体积由热流出主导,冷气体主要流入,但冷金属向外流动。在低$z$时,冷金属在内部占主导地位,热金属在较大半径处更普遍。低$z$冷CGM具有与$0.2 R_{200}$外的旋转支撑一致的切向运动,通常表现出$r \approx 40$ kpc盘状结构。低-$z$热CGM具有比冷CGM大几倍的角动量,并且具有比高-$z$热CGM更平坦的径向密度分布。这项研究证实,正如星系在宇宙时间中表现出重要的演化阶段一样,它们周围的气体晕也经历了相当大的变化,无论是在密度,温度和金属丰度的物理特性,还是速度和角动量的动力学特性。
2020-05-22 astro-ph.GA
Probing the circumgalactic medium of active galactic nuclei with background quasars
我们利用背景类星体的视线,对14个窄线活动星系核(0.12<z<0.22)周围的MgII吸收[ $W_r(2796)\geq0.3$ ~]追踪的扩展冷气体进行了详细的研究。背景类星体探测活动星系核的投影距离为$60\leq D\leq265$ ~kpc。我们发现,在$100\leq D\leq200$ ~kpc之间,活动星系核似乎具有比类星体(0.47 $^{+0.16}_{-0.15}$)更低的MgII气体覆盖分数(0.09 $^{+0.18}_{-0.08}$),并且可能低于活动场星系(0.25 $^{+0.11}_{-0.09}$)。我们没有发现一个统计上显着的方位角依赖的MgII覆盖分数周围AGN,虽然数据提示在一个。我们还研究了活动星系核本身的“下桶”流出特性,并在8/8系统中检测到固有的NaID吸收,在2/2系统中检测到固有的MgII吸收,表明活动星系核具有重要的冷气体库。我们发现,6/8 NaID和2/2 MgII本征系统包含蓝移吸收与$Δv>50$ km/s,表明流出的气体。2/2固有Mg II系统的流出速度比NaID流出速度高$\sim4$倍。我们的研究结果是一致的活动星系核驱动的外流破坏其晕内的冷气体,这大大降低了他们的冷气体覆盖分数,而恒星爆发驱动的风驱逐冷气体到他们的环星系介质(CGM)。这幅图似乎与类星体-类星体对的研究相反,后者表明类星体CGM含有大量的…
2014-11-10 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
Probing the impact of radio-mode feedback on the properties of the cool circumgalactic medium
本研究通过构建约30000个射电星系的统计样本及匹配对照组,利用MgII吸收线探测冷星系周介质性质,发现射电模式反馈未对冷CGM产生可探测影响,且射电星系CGM含约10^10倍太阳质量冷气体,可约束相关反馈模型。
2024-05-14 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
Cooler Phases of the Circumgalactic Medium Are More Centrally Concentrated: Constraints from Multiphase Absorption Lines
Anhui University of Science and Technology(安徽理工大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Durham University(杜伦大学)
利用暗能量光谱仪第一年数据,通过Ca II、Mg II和C IV吸收线堆叠分析,发现星系周介质中较冷的气体具有更陡的径向分布,表明冷相气体更集中在中心区域。
2026-07-02 astro-ph.GA
Ultraviolet Signatures of the Multiphase Intracluster and Circumgalactic Media in the RomulusC Simulation
类星体紫外吸收线研究可以独特地探测多相冷暖的性质(10^4 < T < 10^6 K)气体,有望为以下方面提供前所未有的见解:1)与下落星系相关的环星系介质(CGM)与热星系之间的相互作用(T > 10^6 K)X射线发射的团内介质(ICM),2)富含金属的气体从CGM中剥离,3)ICM的多相结构具有广泛的温度和金属丰度范围。在这项工作中,我们提出了一个~10^14太阳质量的星系团的高分辨率模拟的结果,以研究星系团中这种冷-暖气体的物理性质和可观察到的特征。我们发现,ICM变得越来越多相在大半径,冷,温暖的气体成为占主导地位的集群郊区。扩散的冷暖气体也比热的X射线发射气体具有更宽的金属丰度范围。我们预测的覆盖分数的关键吸收线示踪剂,无论是在ICM和CGM的星系团,通常观察到的宇宙起源光谱仪搭载哈勃太空望远镜(HST)。我们进一步提取合成光谱,以证明使用H I,O VI和C IV线检测和表征冷热气体的热,运动学和化学组成的可行性,我们预测了一个增强的人口广泛的Ly-alpha吸收剂跟踪温暖的气体。最后,我们讨论了未来的前景,探讨多相结构的ICM超越HST。
2019-04-04 astro-ph.GA
The Impact of Cosmic Rays on the Kinematics of the Circumgalactic Medium
我们使用两个银河系质量的星系的流体动力学模拟,以证明宇宙射线压力的冷,暖环星系气体的运动学的影响。与以前的研究一致,我们发现宇宙射线压力可以在环星系介质(CGM)的内部50 kpc的热压力占主导地位,创造一个整体冷却CGM比类似的星系模拟运行没有宇宙射线。我们生成模拟星系的CGM合成视线,并使用Voigt轮廓拟合方法来提取离子柱密度,多普勒-b参数,和速度质心的个人吸收。我们直接比较这些合成谱线适合HST/COS CGM吸收线数据分析,这往往表明,具有广泛的电离势能的金属物种往往是运动学对齐。与没有宇宙射线的Milky-Way模拟运行相比,内部CGM中宇宙射线压力的存在产生了更窄的OVI吸收特征和更宽的SiIII吸收特征,这种质量与观测数据更一致。此外,由于非热宇宙射线压力的支持,冷气体是有浮力的,冷气体和热气体的速度质心往往在模拟的银河系中与来自宇宙射线的反馈对齐。我们的研究表明,模拟和观测之间的详细,直接的比较,侧重于气体运动学,有可能揭示主导的物理机制,形状的CGM。
2022-08-17 astro-ph.GA
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
Cool Gas in the Circumgalactic Medium of Massive Post Starburst Galaxies
University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);University of Cambridge(剑桥大学)
研究发现大质量星暴后星系周围冷气体分布特征,揭示其对星系熄灭机制的影响。
2025-11-19 astro-ph.GA
The CGM$^2$ Survey: Circumgalactic O VI from dwarf to massive star-forming galaxies
我们结合了126个新的星系-O VI吸收剂对CGM $^2$调查与123对从文献中得出的O VI吸收剂($N_{\rm O VI}$)对星系恒星质量,恒星形成率和影响参数的同时依赖性研究。合并后的样本由249个星系-O VI吸收体对组成,包括$z=0$ - $0.6$,宿主星系恒星质量为$M^*=10^{7.8}$ - $10^{11.2}$ $M_\odot$,星系-吸收体碰撞参数为$R_\perp=0$ - $400$固有千秒差距。在这项工作中,我们集中在$N_{\rm O VI}$与星系质量和碰撞参数的恒星形成星系的样本之间的变化。我们发现,在一个维里半径的恒星形成星系的平均$N_{\rm O VI}$是最大的恒星形成星系与$M^*=10^{9.2}$ - $10^{10}$ $M_\odot$。$M^*$介于$10^{8}$和$10^{11.2}$ $M_\odot$之间的恒星形成星系可以解释大多数柱密度大于10 $^{13.5}$ cm $^{-2}$的O VI系统。与恒星形成星系相关的O VI质量的60%在一个维里半径内,35%在一个和两个维里半径之间。在一般情况下,我们发现,一些偏离流体静力平衡的CGM是必要的重现所观察到的O VI量,星系质量的依赖性,和程度。我们的测量作为一个测试集CGM模型在广泛的主机星系质量。
2021-12-21 astro-ph.GA
A Graphical Interpretation of Circumgalactic Precipitation
对环星系介质(CGM)的观测和最近的数值模拟都支持这样一个假设,即一个自我调节的反馈回路使靠近星系的环境CGM的气体密度处于冷却时间与自由落体时间之比>10的状态。这种限制比率被认为是因为环星系气体变得越来越容易受到多相冷凝的比例下降。如果时间尺度比变得太小,那么冷云就会从CGM中沉淀出来,降雨到星系中,并提供能量反馈,从而增加环境冷却时间。这种所谓的降水极限的天体物理学起源并不简单,但对于理解CGM及其在星系演化中的作用至关重要。因此,本文试图解释其起源尽可能简单,主要依靠概念推理和示意图。它说明了如何降水限制可以依赖于全球配置的银河系大气和动力扰动驱动CGM扰动的程度。它还框架的降水假说,可以应用到CGM观测和星系演化的数值模拟的一些测试。
2021-01-29 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
The survival of gas clouds in the Circumgalactic Medium of Milky Way-like galaxies
观测证据表明,低红移星系被多相气体的扩展晕所包围,即所谓的“环星系介质”(CGM)。为了研究CGM中相对较冷气体(T < 10^5 K)的生存,我们对穿过热(T = 2x 10^6 K)和低密度(n = 10^-4 cm^-3)日冕介质的冷(T = 10^4 K)中性气体云进行了一组流体动力学模拟,这种介质是大银河系距离(~ 50-150 kpc)的类银河系的典型。我们探讨了不同的相对速度和云半径的初始值的影响。我们的模拟是在一个二维网格上进行的,网格尺寸为2 pc,包括辐射冷却,光电离加热和热传导。我们发现,对于大的云(半径大于250 pc),冷气体存活了很长时间(大于2.5亿年):尽管它们在轨道上部分被破坏并分裂成较小的云团,但冷气体的总质量以非常低的速率减少。我们发现,热传导起着重要的作用:它的作用是阻碍形成的流体动力学不稳定性的云日冕界面,保持云紧凑,因此更难以破坏。从我们的模拟中提取的柱密度分布与低温离子(例如SiII和SiIII)和高温离子(OVI)观察到的分布是相容的,一旦我们考虑到OVI覆盖的区域比冷气体更广泛,因此,它更有可能沿着通用视线被检测到。
2017-05-19 astro-ph.GA
Characterizing Circumgalactic Gas around Massive Ellipticals at z~0.4 - II. Physical Properties and Elemental Abundances
本文系统地研究了明亮红星系(LRGs)投影距离d<160 kpc范围内的环星系介质(CGM)。该样品包含16个中等红移(z=0.21-0.55)的LRG,其恒星质量M_star> 1 e_(11)M_sun。结合来自哈勃太空望远镜的远紫外宇宙起源摄谱仪光谱和来自地面的光学阶梯光谱,可以根据一套吸收跃迁的解析成分结构进行详细的电离分析,包括完整的HI莱曼系和各种离子金属跃迁。通过比较不同离子的相对丰度在个别匹配的组件,我们表明,冷气体(T~ 1 e4 K)的密度和金属丰度可以变化超过10倍的LRG晕。具体来说,在50%的LRG晕中可以看到金属丰度小于1/10的贫金属吸收成分,而具有太阳和超太阳金属丰度的气体也很常见。这些结果表明,在这些静态晕复杂的多相结构和不良的化学混合。我们计算的总表面质量密度的冷气体,ECOLLOW,通过应用估计的电离分数校正所观察到的HI柱密度。Einasto投影廓线斜率α=1,尺度半径rs =48 kpc,可以很好地描述Einasto_cool的径向廓线。我们发现典型的z~0.4的LRGs在d<160 kpc时包含的冷气体质量为Mcool =(1-2)x1 e10 Msun(或在d<500 kpc时高达4x 1 e10 Msun),与恒星形成星系的冷CGM质量相当。此外,我们发现,高电离OVI和低电离吸收物种表现出不同的速度分布,突出了它们不同的物理起源。我…
2019-01-14 astro-ph.GA
Cooling Flows as a Reference Solution for the Hot Circumgalactic Medium
本文通过将理想化冷却流模型与FIRE星系形成模拟对比,发现冷却流能较好描述大质量暗晕的热环周介质结构,且需计入湍流贡献以准确再现温度剖面。
2025-05-09 astro-ph.GA
Radio wave scattering by circumgalactic cool gas clumps
本文研究了环星系介质中冷电离团($T\sim 10^4\,$ K)对电波的散射效应。这种团块的存在是从干预类星体吸收系统中推断出来的,但长期以来一直是一个理论上的谜团。我们认为紧凑的无线电源的“雾状”的环星系介质的两相模型最近提出的麦考特等人的影响。(2018年)。在这个模型中,CGM由一个扩散的日冕气体($T\gtrsim 10^6\,$ K)与许多$\lesssim 1\,$ pc尺度的冷团块或“云团”组成,这些气体在冷却不稳定性中破碎而形成。在$\gtrsim 10^{11.5} M_\odot$晕中,预计小云团的面积填充因子将超过1,随之而来的无线电波散射类似于银河系暖电离介质(WIM)中的湍流所引起的散射。如果$30\,$ %的宇宙重子是在CGM中,我们表明,对于一个冷气体的体积分数$f_{\rm v}\sim 10^{-3}$,在$z_{\rm s}\sim 1$源遭受角展宽$\sim 15\,μ$作为和时间展宽$\sim 1\,$ ms在$λ= 30\,$ cm,由于在干预CGM中的团块的散射。前一个预测将很难检验(角展宽将抑制银河闪烁只有$<10\,μ$ Jy紧凑型同步加速器源)。然而,后者的预测,局部快速射电爆发的时间展宽,可以约束的大小和冷电离气体团簇的质量分数作为晕质量和红移的函数,从而提供了一个测试的模型提出的McCourt等人。(2018年)。
2018-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
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
Cool circumgalactic gas in galaxy clusters: connecting the DESI legacy imaging survey and SDSS DR16 MgII absorbers
通过对斯隆数字巡天(SDSS)第16号数据发布的类星体光谱中检测到的MgII吸收体与暗能量光谱仪(DESI)调查中发现的星系团进行交叉相关,研究了星系团中冷气体的吸收。我们发现了显著的覆盖分数($r_{500}$内的$1-5\, \%$,取决于所选择的红移间隔),比随机视线周围高$\sim 4-5$倍。虽然星系团中冷气体的覆盖率随着中心星系质量的增加而减少,但$r_{\rm 500}$中的总MgII质量仍然是SDSS发光红星系(LRG)的$\sim 10$倍。MgII覆盖分数与影响参数是很好地描述了幂律在内部区域和指数函数在较大的距离。这两个制度之间的过渡的特征尺度是较小的大等效宽度吸收。交叉相关镁II吸收与光z选择的星系团成员星系从DESI揭示了一个统计上显着的连接。MgII吸收体和最近的星系团成员之间的平均投影距离为$\sim200$ kpc,相比之下,$\sim500$ kpc在随机模拟具有相同的星系密度分布。我们没有发现MgII强度和最近的集群邻居的恒星形成率之间的相关性。这表明星系团中的冷气体,如MgII吸收所追踪的,是:(i)与卫星星系有关,(ii)由星系团内介质中的冷气云主导,而不是由星系的星际介质主导,(iii)可能部分源于过去从这些星系团卫星剥离的气体。
2022-04-04 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 $和-1.18 dex。[X/H]<-1.4的极贫金属气体代表15<log N(HI)<18的吸收剂群体的约一半。因此,在z<1的星系周围存在着重要的原始(尽管不是原始)气体库。z<1星系周围的光电离气体是高度不均匀的,这是基于观测到的金属丰度范围很广(-3<[X/H]<+0.4),并且沿着同一视线,大多数密集的吸收体(Dv<300 km/s)的金属丰度变化很大(2到25倍)。这些吸收体表现出复杂的演化与红移和HI柱密度,我们确定微妙的宇宙演化影响的解释的金属丰度分布和比较与其他的吸收体样品。我们讨论了CCC吸收体的物理条件和宇宙重子和金属收支。最后,我们将CCC的结果与最近的宇宙学变焦模拟进行了比较,并探讨了EAGLE高分辨率模拟中15<log N(HI)<19吸收体的起源。
2019-09-01 astro-ph.GA
CRexit observed: probing cosmic ray transport in the circumgalactic medium with absorption line spectra
Leibniz institute for astrophysics in Potsdam(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所)
研究利用吸收线光谱探测星系际介质中宇宙射线传输,通过高分辨率模拟生成合成光谱测量多种参数,发现有效CR传输速度调节CGM多相结构,不同传输模式下吸收特征不同,为CR传输提供有价值限制。
2026-07-09 astro-ph.GA
A [CII]-158-micron Survey of DLA galaxies at z~4: Observations of Dense and Metal-Enriched Neutral Gas within the Circumgalactic Medium of Star-Forming Galaxies
利用ALMA巡天z~4处16个DLA,发现高金属丰度DLA可有效识别高红移恒星形成星系,且证实其星系周介质内存在被星系金属富集的致密冷中性气体储库。
2025-04-04 astro-ph.GA
The Co-Evolution of Galaxies and the Cool Circumgalactic Medium Probed with the SDSS and DESI Legacy Imaging Surveys
我们通过将SDSS类星体光谱中探测到的冷气体($\sim10^{4}$ ~K)示踪剂$\sim50,000$ MgII吸收体与DESI遗产成像巡天中探测到的星系相关联,研究了星系和环星系介质(CGM)在宇宙时间中的演化。通过这样做,我们提取的星系与吸收体的红移从0.4到1.3有效的$\sim 15,000$对的属性和探索的覆盖率的MgII吸收体作为星系类型,恒星质量,影响参数和红移的函数。我们发现气体覆盖率随星系恒星质量的增加而增加,增加的幅度为$\sim M_{*}^{0.4}$。然而,我们规范化后的影响参数的维里半径的暗物质晕,周围的气体轮廓的质量范围从$10^{9}$到$10^{11} \, M_{\odot}$星系变得弱依赖于恒星质量。此外,气体的分布取决于星系的类型:在所有红移下,恒星形成星系周围的$0.3 \, r_{vir}$的覆盖率比被动星系周围的覆盖率高2-4倍。我们发现,强吸收体($W_{\lambda2796}>1$ Angstrom)在这两类星系周围的覆盖率随红移的变化而显著变化,类似于星系的恒星形成率的变化,而弱吸收体($W_{\lambda2796}<1$ Angstrom)没有检测到这种变化.我们量化的HI质量跟踪强吸收,发现星系周围的气体质量的演变与星系的恒星形成率一致。这一结果表明,星系的性质和它们的CGM在宇宙时间中共同进化。最后,我们讨论了被动…
2020-06-16 astro-ph.GA
X-ray Spectra of Circumgalactic Medium Around Star-Forming Galaxies: Connecting Simulations to Observations
恒星形成星系周围的环星系介质(CGM)的热成分被探测为弥散X射线辐射。CGM的X射线光谱取决于发射等离子体的温度和金属丰度,提供了有关星系馈送和反馈的重要信息。观察到的光谱通常使用简单的1-温度(1-T)或2-T模型拟合。然而,由于星系外流和晕气体之间的相互作用,气体的实际温度分布可能是复杂的。在这里,我们证明了这一点,通过分析3-D流体动力学模拟CGM与现实的外流模型。我们调查的物理性质的模拟热CGM,这表明在密度,温度和金属丰度的广泛分布。通过构造和拟合模拟光谱,我们表明,虽然1-T和2-T模型能够合理地拟合合成光谱,但推断的温度没有太多的物理意义。相反,我们提出了一个对数正态分布作为一个更物理的模型。对数正态模型更好地拟合模拟光谱,同时再现气体温度分布。我们还表明,当恒星形成率高,双锥形流出内的光谱是不同的,从外面,流出一般更热,更金属富集。最后,我们为未来的任务,如雅典娜,山猫,HUBS和XRISM的eV级光谱分辨率的模拟光谱。
2021-11-20 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
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
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
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
Disentangling the multi-phase circumgalactic medium shared between a dwarf and a massive star-forming galaxy at z~0.4
多相环星系介质(CGM)产生于星系或星系群周围的复杂环境中,可能起源于广泛的物理机制。在本文中,我们试图解开这些多相结构的起源,并提出了一个详细的分析类星体场Q 0122 -003场使用Keck/KCWI星系观测和HST/COS光谱探测CGM。我们对这个场的重新分析表明,有两个星系与吸收有关。我们发现了一个矮星系,G_27 kpc($M_{\star}=10^{8.7}$ M $_{\odot}$),z=0.39863,距离类星体视线27 kpc。G_27 kpc距离一个质量更大的恒星形成星系($M_{\star}=10^{10.5}$ M $_{\odot}$)G_163 kpc仅+21 km/s,碰撞参量为163 kpc。当G_163 kpc正在活跃地形成恒星(SFR=6.9 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$)时,G_27 kpc的恒星形成率(SFR= $0.08\pm0.03$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$)和恒星形成面密度($Σ_{SFR}=0.006$ M $_{\odot}$ kpc $^{-2}$ yr $^{-1}$)都很低,这意味着没有活跃的外流。通过比较星系的SFR、运动学、质量、到类星体视线的距离、吸收运动学、柱密度和金属丰度,我们得到以下结论:(1)部分低电离相的金属丰度和运动学与吸积到G_27kpc上一致。(2)低电离相的剩…
2020-11-11 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
Probing the Cool Interstellar and Circumgalactic Gas of Three Massive Lensing Galaxies at z=0.4-0.7
我们给出了z=0.4-0.7的三个透镜星系周围冷气体的多视线吸收光谱。这些透镜的半光半径r_e=2.6-8 kpc,恒星质量log M*/Ms=10.9-11.4,因此类似于附近的被动椭圆星系。本文给出的透镜类星体视线出现在距透镜星系投影距离d=3-15 kpc(或d~1-2 r_e)处,首次提供了探测这些遥远静止星系r~r_e处星际气体和更大半径r>>re处环星系气体的机会。我们观察到不同的镜头和个别镜头的视线之间不同的气体吸收特性。具体而言,虽然HE 0435 -1223的四重透镜沿所有四条视线均未显示出非常敏感的吸收特性,但在HE 0047 -1756的双透镜附近沿两条视线以及HE 1104 -1805的双透镜附近的两条视线之一中检测到强Mg II、Fe II、Mg I和Ca II吸收跃迁。吸收体被分解为8-15个单独的分量,视线速度扩展dv~300-600 km/s。在两种组分中观察到的大离子柱密度(log N>14)表明,这些可能是具有显著中性氢部分的莱曼极限或阻尼Lya吸收剂。大多数吸收组分表现出均匀的超太阳能Fe/Mg比,在整个dv范围内散射<0.1 dex。考虑到这些透镜星系中主要是古老的恒星星族,我们认为,观测到的大速度宽度和富Fe丰度分布可以用半径r~ re处的超新星Ia富集气体来解释。我们表明,额外的空间约束的视线速度和相对丰度比提供了一个多视线的方法提供了一…
2016-02-29 astro-ph.GA
The Red Dead Redemption Survey of Circumgalactic Gas About Massive Galaxies. I. Mass and Metallicity of the Cool Phase
本文介绍了在$z\sim0.5$的21个大质量($\langle \log M_\star \rangle \sim 11.4$)发光红星系(LRG)的环星系介质(CGM)中寻找HI的工作。利用这些星系500 kpc($\sim R_{vir}$)范围内的类星体视线的紫外光谱,我们在11/21视线中探测到HI吸收,包括两个部分莱曼极限系统和两个莱曼极限系统。$\log N(HI) \ge 16.0$气体在这些LRG维里半径内的覆盖因子是$f_c(ρ\le R_{vir}) = 0.27^{+0.11}_{-0.10}$,而对于光学厚气体($\log N(HI) \ge 17.2$),它是$f_c(ρ\le R_{vir}) = 0.15^{+0.10}_{-0.07}$。结合这个样本的大规模星系与以前的星系选择CGM的研究,我们发现没有强烈的依赖性的HI覆盖因子对星系质量,虽然恒星形成的星系显示略高的覆盖因子。没有证据表明存在一个临界质量,在这个临界质量以上,致密的冷($T \sim 10^4$ K)气体在星系的CGM中被抑制(跨越恒星质量$9.5 \lesssim \log M_\star \lesssim 11.8$)。在LRGs中的金属丰度分布与低质量恒星形成星系中发现的金属丰度分布没有区别,我们发现低金属丰度气体与$[{\rm X/H}] \approx -1.8$(1.5…
2019-07-31 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
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
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
MusE GAs FLOw and Wind (MEGAFLOW) XIV: Background-Galaxy Absorption Reveals Kiloparsec-Scale Structure in the Cool Circumgalactic Medium
Arizona State University(亚利桑那州立大学);Univ Lyon, Univ Lyon1, Ens de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574(里昂大学、里昂第一大学、巴黎高等师范学校里昂分校、法国国家科学研究中心、里昂天体物理研究中心);Universität Potsdam(波茨坦大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Leiden University(莱顿大学);Inter-University Centre for Astronomy & Astrophysics(大学间天文与天体物理中心);Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)(波茨坦阿基米德天体物理研究所)
通过对比背景星系和类星体的MgII吸收线堆叠分析,发现冷周介质中MgII云的相干尺度约为2-7 kpc,并利用部分覆盖和束平均的玩具模型解释了观测差异。
2026-11-05 astro-ph.GA
The Impact of Enhanced Halo Resolution on the Simulated Circumgalactic Medium
传统的宇宙流体动力学模拟未能在空间上解决环星系介质(CGM),即围绕星系并延伸到其维里半径的稀薄气体的储存器。我们介绍了增强晕分辨率(EHR)的技术,使更逼真的物理建模的模拟CGM不断迫使气体细化到更小的尺度在整个模拟星系的维里晕。我们调查的EHR在暴风雨模拟,一套恩佐为基础的宇宙学变焦模拟L* 星系的演变,解决空间尺度500 comoving pc出100 comoving kpc的银河系中心半径的影响。在其众多效应中,EHR(1)改变CGM的热平衡,增加其冷气体含量并减少其暖/热气体含量;(2)在较长时间内保持冷气体结构;(3)使这些冷云以逐渐变小的尺寸尺度存在。在观察上,这导致在整个CGM中“低离子”如HI的增加和“高离子”如OVI的下降。EHR的这些效应在Tempest模拟中并不收敛,但推断这些趋势表明,CGM实际上是一种雾,由无处不在的,小的,长寿命的,冷的云组成,悬浮在热介质中,处于光晕的维里温度。此外,我们探索了解释EHR产生上述效应的物理机制,提出它通过(1)更好地采样CGM相的分布,从而在相分布的更密集,更冷的尾部实现失控冷却;以及(2)防止冷气体云与环境热晕人为混合并蒸发。证据表明,这两个EHR机制发生在暴风雨模拟。
2018-11-29 astro-ph.GA
Fast Winds Drive Slow Shells: A Model for the Circumgalactic Medium as Galactic Wind-Driven Bubbles
成功的低红移环星系介质(CGM)模型必须考虑到(1)大量的气体,(2)相对较慢的气体速度,(3)高度的金属富集,(4)恒星形成星系和被动星系周围相似的吸收特性,以及(5)观测推断的CGM气体的温度和密度。我们表明,星系风驱动的气泡可以解释这些观察到的属性。我们开发了一个模型,描述了由超新星能量注入的热,快的星系风特性驱动的气泡运动。气泡大小在$5-10$ Gyr上缓慢增长到数百千秒差距。对于高的恒星形成率或高的风质量负载$\dot M_w/\dot M_\star$,自由流动的热风,在气泡内部的冲击热风,和吹扫的晕气体内的气泡壳都可以辐射冷却,并有助于低电离状态的金属线吸收。我们证实,如果自由流动的风冷却,冲击风也一样。当气泡扫入CGM时,我们发现了$(M_w+M_\mathrm{swept})/M_\star\sim5-12$的有效质量载荷因子。我们预测冷气体质量,速度,柱密度,金属含量,和吸收线速度和线宽的气泡的参数选择范围。这张照片可以重现许多COS-Halos和Keeney等人(2017)对恒星形成和被动星系周围低电离态金属吸收线的观测。
2018-09-03 astro-ph.GA
ARCHITECTS I: Impact of subgrid physics on the simulated 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);Aix Marseille Univ., CNRS, CNES, LAM(艾克斯-马赛大学)
研究探讨了不同子格模型对星系外介质性质的影响,发现延迟冷却模型导致更高的金属喷射和更少的 baryon 质量,而机械反馈模型保留了更多 baryons。
2026-02-13 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
Probing possible effects of circumgalactic media on the metal content of galaxies through the mass-metallicity relationship
环星系介质(CGM)是连接星际介质(ISM)和星系际介质之间气体的纽带,在星系演化中起着重要作用。我们使用恒星质量-金属丰度关系来研究共享CGM是否会影响星系对中金属的分布。斯隆数字巡天数据发布(SDSS DR 7)的光学发射线被用来测量气相金属丰度。我们发现,有没有显着的差异,在恒星形成-恒星形成对($\rm Δlog(O/H)_{diff}$)的两个成员之间的金属丰度差异的分布,金属丰度偏移的最佳拟合的恒星质量-金属丰度关系的星系对($\rm Δlog(O/H)_{MS}$),相比“假”对。通过观察$\rm Δlog(O/H)_{diff}$和$\rm Δlog(O/H)_{MS}$作为恒星形成率(SFR)、比恒星形成率(sSFR)和恒星质量比的函数,在成对星系和控制星系之间没有发现差异。从我们的结果来看,CGM的份额可能不会在塑造星系的金属含量的演变中发挥重要作用。
2021-04-20 astro-ph.GA
The origin of cold gas in the Circumgalactic Medium
本研究通过SPH宇宙学模拟Eris2k追踪气体粒子,发现星系周介质中冷气体的起源随红移转变:z>2时主要来自冷吸积,低z时则主要源于外流和就地冷却。
2024-02-13 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
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