星系尺寸原初起源的观测证据

我们提出了一项观测证据,支持原星系角动量在塑造现今星系光学尺寸中起重要作用的物理图像。通过分析红移范围 $0.02\le z<0.09$ 内的 NASA-Sloan Atlas 星表,我们观测确定了概率密度分布 $p(r_{50})$ 和 $p(r_{90})$,其中 $r_{50}$ 和 $r_{90}$ 分别表示包含星系 $r$ 波段光度 50$\%$ 和 90$\%$ 的星系尺寸。两种分布均可由双峰 Gamma 混合模型良好描述,这与最近的数值模拟结果一致。按比值 $r_{50}/r_{90}$ 对本地星系进行分类后,我们还发现,对于 $r_{50}/r_{90}\ge 0.45$ 的晚型星系,$p(r_{50})$ 和 $p(r_{90})$ 均不呈现双峰特征,而是服从单峰 Gamma 模型。假设晚型星系的 $\{r_{50},r_{90}\}$ 与原初自旋因子 $\tau$ 之间存在线性因果关联,其中 $\tau$ 定义为初始潮汐张量与原星系惯性张量之间的失准程度,我们直接从晚型星系观测确定的 $p(r_{50})$ 和 $p(r_{90})$ 重构了概率密度分布 $p(\tau)$。结果表明,重构得到的 $p(\tau)$ 与数值实验在原星系阶段所确定的 $\tau$ 实际分布高度吻合。我们讨论了该结果对从可观测星系尺寸重构初始条件的关键意义。