大质量高红移致密星系的宇宙学模拟

为了研究最近发现的大质量（M_* > 10^11 M_sun）致密 z~2 星系的结构和动力学，我们对一个原星系团区域进行了宇宙学流体动力学/N体模拟。在 z=2 时，最高分辨率的模拟包含约 5800 个已分辨的星系，其中分别有 509、27 和 5 个星系的质量 M_* > 10^10 M_sun、> 10^11 M_sun 和 > 4x10^11 M_sun。我们确定了所有星系的有效半径和特征恒星密度。在 z=2 时，对于明确良好分辨的质量范围 M_* > 10^11 M_sun，质量-尺度关系与观测到的 z~2 最致密星系的结果一致。最近对一个致密 z~2 星系测得的极高速度弥散（~510 km/s；van Dokkum 等人 2009）可以在约 1-sigma 水平上匹配，尽管这表明其质量略大于估计的 M_* ~ 2 x 10^11 M_sun。对于上述质量范围，星系的平均轴比 <b/a> = 0.64 +/- 0.02，弥散为 0.1；平均自转与一维速度弥散之比 <v/sigma> = 0.46 +/- 0.06，弥散为 0.3，v/sigma 的最大值约为 1.1。自转和速度各向异性都对致密星系的扁平化有贡献。一些观测到的致密星系比任何模拟星系都更扁平。最后，我们发现大质量致密星系在其内部区域由重子主导，在 r=2R_eff 内部典型的暗物质质量分数仅为 20% 左右。