干性小质量并合与高红移致密大质量早型星系的尺寸演化

近期观测表明，高红移（$z\sim 2 - 3$）早型星系（ETGs）比$z\sim 0$处具有可比质量的星系更为致密。这种尺寸演化最有可能由“干并合情景”解释。然而，基于该情景的先前研究未能一致地解释高红移致密大质量 ETGs 和本地 ETGs 的性质。我们研究了多次连续干性小质量并合对致密大质量 ETGs 尺寸演化的影响。通过对 Millennium 模拟数据库的分析，我们表明此类小质量（恒星质量比$M_{2}/M_{1} < 1/4$）并合在等级结构形成过程中极为普遍。我们执行了包含暗物质成分和恒星成分的抛物线轨道及正面碰撞轨道的连续小质量并合 N 体模拟。典型的小质量并合质量比为$1/20 < M_{2}/M_{1} < 1/10$。我们表明，在我们的模拟中，致密卫星星系的连续小质量并合最有效地促进了致密大质量 ETGs 的尺寸增长并降低了其速度弥散。并合残骸的恒星尺寸和密度变化与近期观测一致。此外，我们利用 Millennium 模拟数据库构建了高红移致密大质量 ETGs 候选者的并合历史，并通过干性小质量并合情景估算了星系的尺寸增长。假设我们模拟中连续小质量并合期间获得的最有效尺寸增长，我们可以重现$z=2$到$z=0$之间的平均尺寸增长因子。然而，我们指出，我们的数值结果仅适用于质量比在 1/20 到 1/10 之间且具有抛物线和正面碰撞轨道的并合历史，且我们最有效的尺寸增长效率可能是一个上限。