24/06/18 進捗報告
CROCODILEの分解能問題
当初、CROCODILEを用いてAGN feedbackのON/OFFのモデルでバブルが形成された銀河の割合等を調べることでAGN feedbackがバブルに与える影響を調べる予定であった。
しかしながら、解像度の問題によりCROCODILEでバブルを調べることが難しいことが判明した。
ここでは解像度の指標としてgravitational softening length(GSL)を用いる。
GSLの比較
高解像でかつバブル構造を見えていたTNG50では74cpc(minimum)。
一方でCROCODILEは746cpc(minimum)と10倍近く解像度に差があった。
Note
Gravitational Softening Length(GSL)とは
まず、通常の重力相互作用のポテンシャルはニュートンの万有引力の法則に基づき以下のように表される。
ここで、
- \(\Phi(r)\) は重力ポテンシャル
- \(G\) は重力定数
- \(m_1\) と \(m_2\) は質量
- \(r\) は粒子間の距離
しかし、粒子間の距離が非常に小さくなると、このポテンシャルは無限大に発散しまう。これを防ぐために、重力軟化長 \(\epsilon\) を導入し、距離が \(\epsilon\) よりも小さい場合にポテンシャルを調整する。
一般的に使用されるソフトニングポテンシャルの一つは以下のような形である。
この式では、距離 \(r\) が軟化長 \(\epsilon\) よりも小さい場合、ポテンシャルは \(\frac{1}{r}\) ではなく \(\frac{1}{\sqrt{r^2 + \epsilon^2}}\) によって調整される。これにより、距離が非常に小さい場合でもポテンシャルが無限大に発散することを防ぐことができるのである。
この重力軟化長 \(\epsilon\) はシミュレーションの安定性を確保するための重要なパラメータであり、適切な値を選定することがシミュレーションの精度と安定性に影響を与える。
方針の転換
🧑🏫指導教員と協議の結果
- TNG50とCROCODILEの対比によるそれぞれのシミュレーションの限界の追求
- ハロー全体の調査1：
- エントロピーprofile
- metal distribution
Milky Way-like galaxyの定義
Pillepich et al. 2 がまとめたanalogsの基準に則ることにする。その基準とは：
- 30kpc以内の恒星質量が10^10.5 – 10^11.2 solar mass
- 星形が円盤状 i.e.恒星の3次元質量分布の長軸比がs <0.45 or face-on/edge-onで3bandのプロジェクションでディスクが見える
- 500 kpcの範囲に10^10.5 solar massを超える巨大な他の銀河がない
- ホストハローのビリアル質量M_200cが10^13 solarmass以下で、明らかに巨大な銀河団の一員でない
Note
fiducial limited catalog
1, 3, 4の条件で絞り64 subhalosをまとめたものを以下に掲載する：
エントロピーprofile
温度 \(T\) の物体に熱を \(dQ\) だけ加えると，その物体のエントロピー変化 \(dS\) は以下の式で表せる。
\(dU/dT = nC_v=\frac{3}{2}Nk\), \(PV = NkT\) より
\(n_e =\frac{N}{V}\), \(dn_e=-\frac{N}{V^2}dV=-\frac{n_e^2}{N} dV\) より
両辺を積分し
3次元エントロピー\(K\)を
とし、\(K\) (kev cm^-2) のprofileを調べる。