Résumé - Baryonification : Une alternative aux simulations hydrodynamiques pour les études cosmologiques

Baryonification : Une alternative aux simulations hydrodynamiques pour les études cosmologiques

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}

L'article présente un modèle de baryonification (BFC) amélioré qui modifie les simulations de N-corps uniquement en matière noire pour générer des sorties de niveau particule pour le gaz, la matière noire et les étoiles. Cette approche consiste d'abord à diviser chaque particule de simulation en composants de matière noire et baryoniques distincts, qui sont ensuite déplacés individuellement à l'aide de la technique BFC. En appliquant les équations hydrostatiques et du gaz parfait, des valeurs de pression et de température sont assignées aux particules de gaz individuelles. Le modèle est validé par rapport aux simulations hydrodynamiques des suites FLAMINGO et TNG, montrant une bonne concordance au niveau des profils de densité et de pression sur une large gamme de masses de halos. L'article calibre également les paramètres du modèle BFC en fonction des profils de rapport de masse gazeuse et stellaire provenant des simulations hydrodynamiques. Sur la base de ces calibrations, des simulations de N-corps sont baryonifiées et comparées à la même simulation hydrodynamique, ce qui donne une concordance de 2 % jusqu'à k = 5h/Mpc à travers tous les scénarios de rétroaction testés. Un modèle BFC réduit à 2+1 paramètres est également défini, qui prend en compte les variations de rétroaction et l'évolution du redshift. Ce modèle est en accord avec les simulations hydrodynamiques à mieux de 2,5 % sur les échelles et les redshifts pertinents pour les enquêtes cosmologiques. Enfin, une comparaison au niveau de la carte entre une simulation de N-corps baryonifiée et une simulation hydrodynamique complète de la suite de simulations TNG est présentée. L'inspection visuelle des champs de densité de matière noire, de gaz et d'étoiles, ainsi que de la carte intégrée de la pression, montre une concordance prometteuse. L'article conclut que le nouveau modèle BFC offre un cadre flexible et efficace pour les études cosmologiques multiprobes.