Resumen - Baryonificación: Una alternativa a las simulaciones hidrodinámicas para estudios cosmológicos

Baryonificación: Una alternativa a las simulaciones hidrodinámicas para estudios cosmológicos

2025-07-10 16:22:05

{"Aurel Schneider","Michael Kovač","Jozef Bucko","Andrina Nicola","Robert Reischke","Sambit K. Giri","Romain Teyssier","Tilman Tröster","Alexandre Refregier","Matthieu Schaller","Joop Schaye"}

{astro-ph.CO}

El artículo presenta un modelo de baryonificación mejorado (BFC) que modifica las simulaciones N-cuerpo únicamente de materia oscura para generar salidas a nivel de partícula para gas, materia oscura y estrellas. Este enfoque primero divide cada partícula de simulación en componentes de materia oscura y bariónica separados, que luego se desplazan individualmente utilizando la técnica BFC. Al aplicar las ecuaciones de hidrostática e ideal del gas, se asignan valores de presión y temperatura a cada partícula de gas. El modelo se valida contra simulaciones hidrodinámicas de las suites FLAMINGO y TNG, mostrando una buena acuerdo a nivel de perfiles de densidad y presión a lo largo de una amplia gama de masas de halo. El artículo también calibra los parámetros del modelo BFC en función de los perfiles de relación entre masa de gas y masa estelar de las simulaciones hidrodinámicas. Basado en estas calibraciones, las simulaciones N-cuerpo se baryonizan y se comparan con la misma simulación hidrodinámica, resultando en un acuerdo del 2% hasta k = 5h/Mpc en todos los escenarios de retroalimentación probados. Se define también un modelo BFC reducido de 2+1 parámetros, que tiene en cuenta las variaciones de retroalimentación y la evolución del desplazamiento al rojo. Este modelo concuerda con las simulaciones hidrodinámicas a mejor de 2.5% en las escalas y desplazamientos al rojo relevantes para las encuestas cosmológicas. Finalmente, se presenta una comparación a nivel de mapa entre una simulación N-cuerpo baryonizada y una ejecución hidrodinámica completa de la suite de simulaciones TNG. La inspección visual de los campos de densidad de materia oscura, gas y estrellas, junto con el mapa integrado de presión, muestra un acuerdo prometedor. El artículo concluye que el nuevo modelo BFC ofrece un marco flexible y eficiente para estudios cosmológicos de múltiples sondas.