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厘清核星团的形成机制

星系天体物理 2022-03-14 v1

摘要

核星团(NSCs)是普遍存在于星系中心的大质量星团,从矮星系到巨椭圆星系和旋涡星系均有发现。在 Mgal109MM_{\text{gal}} \sim 10^9 M_\odot 时,成核星系的比例高达 >> 90%。然而,NSC 形成机制在不同星系区间如何运作,以及是什么决定了星系成核,仍不清楚。下落球状星团(GCs)的无耗散吸积与星系中心处恒星的就地形成,可能在多数星系中共同生长 NSCs;但其效率在观测上一直难以评估。在此,我们首次对单个 NSC 构建过程中这些过程的相对强度给出了定量测定。利用基于内落 GCs 轨道演化的 NSC 形成半解析模型,结合观测到的 NSC 与 GC 系统性质,我们推导了本地体积、天炉座和室女座星系团中 119 个质量从 3×1073 \times 10^{7}3×1011M3 \times 10^{11} M_\odot 星系的就地诞生恒星质量分数 fin, NSCf_\text{in, NSC}。我们的分析揭示,NSC 质量以及 NSC 与总 GC 系统质量之比,是主导 NSC 形成通道的强指示量,而非先前所认为的总星系恒星质量。质量更大的 NSCs 主要通过恒星就地形成(fin, NSC0.9f_\text{in, NSC} \sim 0.9),而低质量 NSCs 预期主要通过 GCs 并合形成(fin, NSC0.2f_\text{in, NSC} \sim 0.2)。这一简单模型的结果与近期恒星星族分析得出的主导 NSC 形成通道的独立估计一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.05610,
  title  = {Disentangling the formation mechanisms of nuclear star clusters},
  author = {Katja Fahrion and Ryan Leaman and Mariya Lyubenova and Glenn van de Ven},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.05610},
  year   = {2022}
}

备注

11 pages, 7 figures, accepted for publication in A&A