流体动力学模拟中星系共动数密度演化的分析

作为恒星质量或中心速度弥散度函数的星系累积共动数密度，常被用于联系不同时期的星系群体。通过假设星系数密度随时间保持不变，可以推断其性质（如质量、大小和形态）的演化。然而，在存在星系并合或由于恒星增长速率可变导致排序被打破的情况下，这一假设并不成立。我们对Illustris宇宙学流体动力学模拟中发现的星系群体的共动数密度演化进行了分析，重点关注红移范围$0\leq z \leq 3$。主要结果如下：1）当从红移$z=0$追踪星系至红移$z=2(3)$时，通过恒定共动数密度假设获得的平均恒星质量演化推断值，与并合树结果相比存在约$\sim$2(4)倍的系统性偏差；2）向前追踪的星系群体中位数密度演化比向后追踪的星系群体更平缓；3）无论数密度是通过恒星质量、恒星速度弥散度还是暗物质晕质量来指定，所追踪星系群体的中位数密度演化均相似；4）显式追踪揭示了星系组装历史的巨大多样性，这是恒定数密度分析无法捕捉的；5）即使考虑我们模拟中实现的若干额外物理和可观测星系属性，星系链接方法中的显著弥散也仅略微减小。我们提供了恒星质量和数密度向前及向后中位数演化的拟合，并讨论了我们的分析对解释多时期星系属性观测的意义。