巨型撕裂星系的形成的自上而下场景

在星系合并过程中由碰撞碎屑形成的天体中，位于某些长撕裂尾巴尖端的明显气体聚集区，最有可能存活足够长的时间以形成正式的回收星系。Bournaud、Duc与Masset (2003) 使用简单的数值模型认为，撕裂天体质量可达$10^9 M_\sun$，仅能在扩展的暗物质（DM）星系中形成。我们在此提出一组进一步探讨撕裂尾巴结构的星系碰撞模拟。首先，我们验证了在包含反馈和大量粒子的完整N体代码中，仍可产生质量较大的天体。使用较简单的数值代码（带刚性星系），我们注意到，尽管耗散和自引力在尾巴中具有重要作用，但并非关键因素。通过简化模型，我们发现对于被截断的暗物质星系，物质沿尾巴方向被拉伸；而在扩展星系中，撕裂场可有效将大量气体从盘中带走，同时保持其面密度较高。这会在尾巴尖端形成密度增强。随后，自引力发挥作用，气体云团坍缩并开始形成恒星。因此，这类天体是通过运动学过程形成的，遵循自上而下的场景，而与同时存在于星系合并周围的较小型超星系团（Super Star Clusters）形成机制不同。本结论促使我们提出一种限制性定义，仅将最质量大的TDG及其前体考虑为撕裂星系（TDG），这些前体最初主要由气体组成，能够在撕裂尾巴中堆积。还需进行更多模拟来精确确定这些原型TDG的最终命运并估算其数量。