暗时代再电离与星系形成模拟 I：高红移星系的动力学演化

我们介绍了暗时代再电离与星系形成数值模拟可观测量（DRAGONS）计划以及 Tiamat——构建 DRAGONS 的无碰撞 N 体模拟程序。Tiamat 区别于其他大型模拟程序的主要特征是其高红移下的输出密度（从 z=35 到 z=5 共 100 次；大约每 10 Myr 一次），这使得在星系形成迅速且并合极其频繁的时期能够构建非常精确的并合树。我们发现 friends-of-friends 晕质量函数在高质量处与 Watson 等人的预言吻合良好，但在低质量处出现偏离，这或许是由于我们使用了不同的晕 finder（晕识别算法），或许表明偏离了“普适”行为。随后我们分析了再电离时期星系的动力学演化，发现仅有小部分（约 20%）星系晕处于弛豫状态。我们利用标准弛豫度量阐明了这一点，并确立了两个动力学恢复时标：i) 晕在形成后需要约 1.5 个动力学时间，ii) 在经历主要（3:1）或次要（10:1）并合后需要约 2 个动力学时间才能达到弛豫。这在宽广的质量范围内惊人地一致。最后，我们使用相空间晕 finder 表明，主要并合驱动了长寿命的大质量相空间结构，其耗散需要许多动力学时间。这可能导致推断的星系晕质量累积出现显著差异，我们建议必须注意确保半解析模型的星系形成物理与提供其输入的晕 finder 之间具有物理意义的匹配。