通过剧烈盘不稳定性或并合早期形成具有经典剖面的大质量致密球状星系

我们利用一套 AMR 流体宇宙学模拟，研究了红移 $z=4$ 到 1 之间大质量恒星球状体的形成。这些球状体作为核球形成，其质量增长部分由剧烈盘不稳定性 (VDI) 驱动，部分由并合驱动。对盘和球状体的运动学分解表明，球状体中的质量分数在 50\% 到 90\% 之间，且大致随时间保持恒定，这与持续从宇宙网吸积物质的 VDI 盘的宇宙学稳态一致。球状体的密度剖面通常是“经典”的，Sersic 指数为 $n = 4.5\pm 1$，这与它是通过并合还是 VDI 增长无关，也与反馈强度无关。盘的特征为 $n=1.5\pm 0.5$，而整个星系的特征为 $n=3\pm 1$。高红移球状体由于气体的耗散流入和较高的宇宙密度而显得致密。每个星系在其演化过程中，有效半径内的恒星面密度在初次增长后大致随时间保持恒定。对于固定恒星质量的星系，红移越高，面密度越高。