We introduce the LYRA project, a new high resolution galaxy formation model built within the framework of the cosmological hydro-dynamical moving mesh code arepo. The model resolves the multi-phase interstellar medium down to 10 K. It forms individual stars sampled from the initial mass function (IMF), and tracks their lifetimes and death pathways individually. Single supernova (SN) blast waves with variable energy are followed within the hydrodynamic calculation to interact with the surrounding interstellar medium (ISM). In this paper, we present the methods and apply the model to a 1010 M⊙ isolated halo. We demonstrate that the majority of supernovae are Sedov-resolved at our fiducial gas mass resolution of 4 M⊙. We show that our SN feedback prescription self-consistently produces a hot phase within the ISM that drives significant outflows, reduces the gas density and suppresses star formation. Clustered SN play a major role in enhancing the effectiveness of feedback, because the majority of explosions occur in low density material. Accounting for variable SN energy allows the feedback to respond directly to stellar evolution. We show that the ISM is sensitive to the spatially distributed energy deposition. It strongly affects the outflow behaviour, reducing the mass loading by a factor of 2 − 3, thus allowing the galaxy to retain a higher fraction of mass and metals. LYRA makes it possible to use a comprehensive multi-physics ISM model directly in cosmological (zoom) simulations of dwarf and higher mass galaxies.

中文翻译：

---

LYRA I：用来自单个恒星的可变能量超新星模拟矮星系的多相 ISM

我们介绍了 LYRA 项目，这是一个在宇宙流体动力学移动网格代码 arepo 框架内构建的新的高分辨率星系形成模型。该模型将多相星际介质解析到 10 K。它形成从初始质量函数 (IMF) 采样的单个恒星，并单独跟踪它们的生命和死亡路径。在流体动力学计算中跟随具有可变能量的单个超新星 (SN) 冲击波与周围的星际介质 (ISM) 相互作用。在本文中，我们介绍了这些方法并将模型应用于 1010 M⊙ 孤立晕。我们证明，在我们 4 M⊙ 的基准气体质量分辨率下，大多数超新星都是 Sedov 分辨的。我们表明，我们的 SN 反馈处方自洽地在 ISM 内产生一个热阶段，驱动大量资金外流，降低气体密度并抑制恒星形成。簇状 SN 在增强反馈的有效性方面发挥着重要作用，因为大多数爆炸发生在低密度材料中。考虑到可变 SN 能量允许反馈直接响应恒星演化。我们表明 ISM 对空间分布的能量沉积很敏感。它强烈影响流出行为，将质量负载降低 2-3 倍，从而使星系能够保留更高比例的质量和金属。LYRA 使得在矮星系和更高质量星系的宇宙学（缩放）模拟中直接使用全面的多物理 ISM 模型成为可能。因为大多数爆炸发生在低密度材料中。考虑到可变 SN 能量允许反馈直接响应恒星演化。我们表明 ISM 对空间分布的能量沉积很敏感。它强烈影响流出行为，将质量负载降低 2-3 倍，从而使星系能够保留更高比例的质量和金属。LYRA 使得在矮星系和更高质量星系的宇宙学（缩放）模拟中直接使用全面的多物理 ISM 模型成为可能。因为大多数爆炸发生在低密度材料中。考虑到可变 SN 能量允许反馈直接响应恒星演化。我们表明 ISM 对空间分布的能量沉积很敏感。它强烈影响流出行为，将质量负载降低 2-3 倍，从而使星系能够保留更高比例的质量和金属。LYRA 使得在矮星系和更高质量星系的宇宙学（缩放）模拟中直接使用全面的多物理 ISM 模型成为可能。从而使星系能够保留更高比例的质量和金属。LYRA 使得在矮星系和更高质量星系的宇宙学（缩放）模拟中直接使用全面的多物理 ISM 模型成为可能。从而使星系能够保留更高比例的质量和金属。LYRA 使得在矮星系和更高质量星系的宇宙学（缩放）模拟中直接使用全面的多物理 ISM 模型成为可能。