Understanding how galaxies form, interact, and evolve comes largely from comparing theory predictions with observational data. Numerical simulations of galaxies provide the most accurate approach... Show moreUnderstanding how galaxies form, interact, and evolve comes largely from comparing theory predictions with observational data. Numerical simulations of galaxies provide the most accurate approach to testing the theory, as they follow the non-linear evolution of gas and dark matter in great detail and incorporate numerous baryonic processes, among which are energy feedback from supernovae (SNe) and Active Galactic Nuclei (AGN). In this thesis, we show the results of the development of the new model COLIBRE for cosmological simulations of galaxy formation that include a cold interstellar medium. First, we present a new SN feedback recipe developed for COLIBRE, whereby SN energy is injected into the gas in thermal and kinetic forms, and the total energy and momentum of the system of gas and stars are exactly conserved. Second, we conduct a detailed comparison of different ways in which SN energy is distributed in the gas environment around young stellar populations. Third, by using our simulation setup originally developed to test COLIBRE’s SN feedback, we show that the radioactive isotope Fe60 that has been detected on Earth is likely of SN origin. Finally, we present the calibration of the SN and AGN feedback of the COLIBRE model using machine learning. Show less
De meeste materie in ons Universum is donker. Deze donkere materie vormt de bouwsteen van de grootschalige, kosmische structuren, waarin sterrenstelsels leven. Door zijn botsingloze natuur is... Show moreDe meeste materie in ons Universum is donker. Deze donkere materie vormt de bouwsteen van de grootschalige, kosmische structuren, waarin sterrenstelsels leven. Door zijn botsingloze natuur is donkere materie namelijk beter in staat structuren te vormen dan normale (__baryonische__) materie. Deze structuren bestaan uit vlakken, filamenten en knopen, die samen ook wel het kosmisch web worden genoemd. Sterrenstelsels bewonen de centra van grotere "halo__s" van donkere materie. Deze halo__s zijn zelf niet zichtbaar en het licht uitgezonden door sterrenstelsels kan ons alleen iets vertellen over het binnendeel van deze halo__s. In dit proefschrift trachten we meer over halo__s te weten te komen. Hiertoe maken we gebruik van kosmologische, hydrodynamische simulaties, waarin we niet alleen de donkere maar ook de zichtbare materie meenemen, alsmede alle processen die gedacht worden belangrijk te zijn voor de vorming en groei van sterrenstelsels. Dergelijke simulaties bieden ons de mogelijkheid om het verband tussen zichtbare en donkere materie te verkennen, aangezien beide componenten tegelijk en zelfconsistent worden gesimuleerd. In waarnemingen kan dit verband onderzocht worden door gebruik te maken van zwaartekrachtlenzen. De werking van dergelijke lenzen is gebaseerd op de afbuiging van fotonen (lichtdeeltjes) wanneer deze door een zwaartekrachtspotentiaal reizen. Zodoende ondervindt licht dat van ver in het heelal naar ons toe reist, onderweg verschillende kleine afbuigingen. Als gevolg hiervan zien wij het beeld van de bron als verplaatst, vergroot en verstoord. Het zwaartekrachtlenseffect kan gebruikt worden om verschillende eigenschappen van (materie in) het Universum te meten, waaronder de totale massa en het massaprofiel van halo__s, de vormen van halo__s, de effici_ntie van de vorming van sterrenstelsels en uiteindelijk ook de fundamentele kosmologische parameters van ons Universum. Door gebruik te maken van kosmologische, hydrodynamische simulaties kunnen we ook mogelijke effecten onderzoeken die ons ervan weerhouden om zwaartekrachtlenswerking te gebruiken om de fundamentele eigenschappen van de structuren waaruit ons Universum is opgebouwd, te meten. Show less
