IllustrisTNG 中的棒状星系

我们在 Illustris TNG100 模拟中研究了一组棒状星系样本，其中几乎整个恒星成分都呈长球形（prolate spheroid）。该样本不同于先前研究的晚型带棒星系。除要求足够高的恒星质量与分辨率外，这 277 个星系的选取仅基于恒星成分中轴比与长轴的低比值这一单一条件。我们追踪了星系的质量与形状演化及其与其他天体的相互作用，并根据棒的起源与后续历史将它们分为三类。在 A 类星系（占样本 28%）中，棒由与较大天体（多为星系团或群中心星系）的相互作用诱发，这些星系的暗物质与气体被大量剥离。在 B 类和 C 类（分别占样本 27% 和 45%）中，棒由并合或过往卫星诱发，或由盘不稳定性形成。B 类星系随后经历了部分质量剥离，而 C 类星系未经历强相互作用，从而保留了外围的暗物质与气体。我们用三个代表性星系个例说明了不同类别的性质。尽管演化历史不同，这些棒在强度、长度与形成时间上却惊人地相似。在棒形成时，两个恒星半质量半径内重子成分中的气体分数始终低于 0.4 且通常极低，这在宇宙学背景下证实了这一阈值的有效性，该阈值此前已在受控模拟中被确认。这些天体的观测对应体可在早型快速自转体、S0 星系或带棒红旋星系中找到。