星系气体盘因自旋翻转而存在的质量阈值

我们通过解析方法和模拟预测，气体盘往往仅存在于质量高于阈值 $\sim 2 \times 10^{11} M_\odot$（恒星质量 $\sim 10^9 M_\odot$）的暗物质晕中，且红移依赖性很弱。在更低质量下，由于与供给宇宙网流模式变化相关的并合，盘自旋通常在小于一个轨道时间内发生翻转。该阈值源于暗物质晕并合率，其中计入了星系重子与晕质量之比的质量依赖性。高于该阈值时，湿致密化导致大质量中心核球，使得延展的团块状气体环得以长久存在。超新星反馈在破坏临界质量以下的盘方面起主要作用：它驱动影响并合率的恒星-晕质量比，激起湍流并抑制高角动量气体供给，且将主要致密化限制在临界质量。我们的预测似乎与当前观测到的气体盘比例一致，未来观测（如 JWST）将分辨高红移下 $10^9 M_\odot$ 以下的星系，从而对此进行探究。