跨越宇宙时间将星系与晕相连接：基于星系统计的恒星质量组装分布建模

在本研究中，我探索了一个经验驱动的模型，用于研究星系恒星质量、恒星形成率与其晕质量及质量吸积历史之间的关系。该模型的核心统计量是恒星质量组装分布 $P(dM_{*}/dt|\mathbf{X},a)$，它指定了在给定一组晕性质 $\mathbf{X}$ 和宇宙学尺度因子 $a$ 下恒星质量组装率的概率密度分布。通过对从现代高分辨率 $N$ 体模拟中易于获取的晕并合树进行恒星质量组装分布（SMAD）的积分，可以得到该模型的预测结果。通过对恒星质量组装历史进行后处理并配合星族合成模型，可以获得这些晕所宿主星系的进一步性质。在该模型的具体示例实现中，我使用 \citet{behroozi13a} 对晕的恒星质量组装率中位数作为其质量和红移函数的约束，构建了 $P(dM_{*}/dt|\mathbf{X},a)$ 的一个示例参数化。然后，从 z = 4 开始，利用简单规则处理并合晕，将此 SMAD 对 $N$ 体并合树中的单个晕质量吸积历史进行积分。我发现，这个简单的模型能够定性地重现低红移星系种群的双模态特征，包括作为比恒星形成率函数的两点成团性的定性分裂。这些结果表明，通过简单的效率函数直接耦合晕与星系生长的模型，能够自然地预测星系场高阶统计量中的恒星形成率双模态，例如其两点相关或星系协同信号。