VDI 星系中团块的生存与迁移：解析模型对比模拟与观测

我们探讨经历剧烈盘不稳定性（Violent Disc Instability, VDI）的高红移星系中巨型团块的性质，试图区分向内迁移的长寿命团块与因反馈而瓦解的短寿命团块。我们利用经模拟检验的解析模型研究团块在盘中迁移时的演化，并将理论与 CANDELS 观测相对照。团块“浴盆”模型考虑气体与恒星的获得与损失，由四个参数刻画：吸积效率、恒星形成率（SFR）效率，以及气体与恒星的流出质量负载因子。相关时标均与迁移时标相当，为两到三个轨道时标。团块与星系的不同之处在于吸积率对变化中团块质量的内在依赖。涉及指数增长与衰减模式的解析解揭示出迁移期间的主要演化阶段：SFR 与气体质量恒定，恒星质量随时间线性增长。这使得比 SFR 的倒数成为团块年龄的可观测代用指标。随后，质量与 SFR 趋于具有恒定比 SFR 的指数增长，但此阶段是假设性的，因为团块在星系中心消失。该模型与孤立和宇宙学环境下具有不同适度反馈的模拟均吻合。观测到的团块与我们的理论预言一致，表明大质量团块是长寿命且正在迁移的。一个非平凡的难题是建立这样一种反馈模型：在大质量团块中非破坏性，但抑制 SFR 以匹配星系恒星质量与晕质量之比。