IllustrisTNG 模拟中的带棒星系

在本地宇宙中，近三分之二的盘状星系具有棒结构，棒是星系长期演化过程的重要驱动因素。宇宙学模拟是研究星系形成与演化的有力工具，但往往难以生成合理的棒族。我们基于先进宇宙学模拟 IllustrisTNG 的 TNG100 运行，测量了 3866 个盘状星系中棒的比例、尺寸和强度。与观测一致，约 55% 的恒星质量 $M_* \approx 10^{10.6}\, M_\odot$ 的盘状星系具有棒，且棒尺寸与总恒星质量之间的关系与近红外巡天中发现的结果相似。然而，在 $M_* < 10^{10.6}\, M_\odot$ 的星系中棒的形成受到抑制，这可能源于 TNG100 难以分辨半径 <1.4 kpc 的短棒。相比之下，多达 75% 的 $M_* > 10^{10.6}\, M_\odot$ 的大质量盘状星系具有棒，比观测值高约 10%–20%。相对于近红外巡天中观测到的质量–棒尺寸关系，TNG100 过量产生了相对较短的棒（半径约 1.4–3 kpc）。追踪 z=0 大质量星系的前身，我们发现棒比例在 z=1 到 0 之间从 25% 增加到 63%。反之，若以恒定的质量阈值 $M_* \geqslant 10^{10.6}\, M_\odot$ 在 z=0–1 期间选取所有盘状星系，我们发现棒比例近乎恒定在 60%。