早型与晚型星系的角动量：先天禀赋还是后天养成？

我们探究了早型星系（ETGs）和晚型星系（LTGs）中观测到的比角动量 $j_\star$ 与恒星质量 $M_\star$ 之间关系的起源、形态、弥散度及宇宙学演化。具体而言，我们利用观测到的恒星形成效率和化学丰度来推断落入星系中心区域（可发生恒星形成之处）的重子比例 $f_{\rm inf}$。我们发现 LTGs 的 $f_{\rm inf}\approx 1$，ETGs 的 $f_{\rm inf}\approx 0.4$，不确定性约为 $0.25$ dex，这与有偏坍缩图像一致。通过与局域观测到的 LTGs 和 ETGs 的 $j_\star$-$M_\star$ 关系进行比较，我们估算了落入气体所携带的初始比角动量中被恒星成分保留的比例 $f_j$：对于 LTGs，我们得到 $f_j\approx 1.11^{+0.75}_{-0.44}$，符合经典的盘形成图像；对于 ETGs，我们推断 $f_j\approx 0.64^{+0.20}_{-0.16}$，这可追溯至 $z<1$ 时期通过干并合发生的演化。我们还表明，两类星系 $j_{\star}$-$M_{\star}$ 关系中观测到的弥散主要来自其宿主暗物质晕自旋参数的内禀弥散。有偏坍缩加并合的场景意味着，ETG 前身星系在 $z\sim 2$ 时其恒星成分中的比角动量已接近局域值，这与观测结果令人满意地吻合。总而言之，我们认为这种行为是由先天禀赋所铭刻，而非由环境实质性后天养成。