포토이온화, 수치 해석 및 은하 형성

우리는 가스 역학과 중력력을 포함하는 우주론적 시뮬레이션을 사용하여 자외선 방사 배경에 의한 포토이온화가 은하 형성에 미치는 영향을 조사합니다. 가장 높은 해상도의 시뮬레이션에서 우리는 포토이온화가 z = 2에서 은하의 바리온 질량 함수에 본질적으로 영향을 미치지 않음을 발견했습니다. 해상도 한계는 약 5 × 10 9 M ☉입니다. 그러나 우리는 시뮬레이션의 질량 해상도와 난류 및 냉각 속도 계산에 포함된 미세 물리학 간의 강한 상호 작용을 발견합니다. 낮은 해상도에서 포토이온화 배경은 상대적으로 대량의 은하 형성을 억제하는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 같은 초기 조건을 질량 해상도를 8배 향상시켜 발전시키면 이 효과는 사라집니다. 우리의 결과는 수치 해석 시 유체 역학 및 방사선 물리학을 포함하는 우주론적 시뮬레이션의 결과 해석 시 주의해야 할 필요성을 보여줍니다. 예를 들어, 해상도가 제한된 시뮬레이션은 포토이온화와 같은 일부 관련 물리적 과정을 무시할 경우 더 정확한 결과를 제시할 수 있습니다. 높은 해상도에서는, 시뮬레이션된 대규모 은하 집단이 포토이온화 처리나 시뮬레이션에서의 별 형성 포함에 민감하지 않지만, 초기 밀도 변동의 진폭에는 상당히 의존합니다. z = 2에서, 현재의 군집에서 관찰된 질량을 생성하도록 정규화된 Ω = 1 냉암흑물질 모델은 이미 10 11 M ☉를 초과하는 바리온 질량을 가진 은하를 형성하였습니다.