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超越质量与多尺度环境:从 MaNGA 观测看低表面亮度星系的形成因素

星系天体物理 2026-04-13 v1

摘要

低表面亮度 (LSB) 星系的起源仍是星系形成中的关键开放问题,反映了内部机制与环境影响之间的平衡。利用 MaNGA 积分场光谱仪,我们探讨 LSB 星系与高表面亮度 (HSB) 星系在相同恒星质量 (9<logM<109 < \log M_\ast < 10) 下,是否占据不同的环境或主要通过内部演化有所区别。我们的数据集包括 113 个中心 LSB 星系和 29 个卫星 LSB 星系,以及 374 个中心 HSB 星系和 142 个卫星 HSB 星系。我们在 100 kpc 至 10 Mpc 的尺度上表征环境,对恒星质量表面密度 (Σ\Sigma_\ast)、星系形成活动和气相金属离子浓度的径向轮廓进行分析。中心 LSB 和 HSB 星系居住在类似的低密度大尺度 (>200>200 kpc) 环境中,但 LSB 星系在小尺度 (\sim 100 kpc) 更为孤立。即便在匹配恒星质量和环境后,LSB 星系仍显示出系统性更低的 Σ\Sigma_\astΣSFR\Sigma_{SFR} 和金属浓度,常常拥有 diffuse、弱星系形成的中心膜胞 embedded 在扩展的盘状结构中。这些结果表明,LSB 结构和星系形成并非主要由大尺度环境或星系 Halo 质量决定。虽然次级 Halo 属性,如自转、浓度或气体获取历史,常被引用,但其环境依赖性似乎较弱。相反,中心 LSB 与 HSB 之间的差异可能反映出不同组合并相互作用的历史以及与大尺度环境松耦合的内部过程——例如角动量驱动的盘演化或气体转换效率不足。尽管如此,环境仍影响着中心与卫星 LSB 星系之间观察到的星系形成和化学差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.09043,
  title  = {Beyond Mass and Multiscale Environments: What Shapes Low Surface Brightness Galaxies? Evidence from MaNGA},
  author = {Mengting Shen and Hassen M. Yesuf and Lei Hao and Chong Ge and Jun Yin and Junfeng Wang and Shiyin Shen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.09043},
  year   = {2026}
}

备注

18 pages, 10 figures, accepted for publication in the Apj