EDGE:矮星系核星团形成的新模型
星系天体物理
2024-05-30 v1
摘要
核星团(NSC)是宇宙中最致密的恒星系统之一,存在于许多明亮旋涡和椭圆星系中心,以及约40%的矮星系中。然而,其形成机制以及与球状星团(GC)的可能联系仍有争议。本文利用EDGE模拟——一组孤立矮星系的放大宇宙学模拟——提出了NSC的新形成机制。我们发现,在气体空间和质量分辨率分别约为3 pc和约161 M☉时,NSC自然出现在我们EDGE矮星系的一个子集中,这些星系的红移零晕质量约为M_r200c ~ 5×10^9 M☉。这些矮星系被再电离淬灭,但保留了大量无法冷却形成恒星的气体储库。再电离后一段时间,矮星系经历一次主要(约1:1)并合,激发快速气体冷却,导致显著星暴。在此星暴中形成NSC,随后淬灭恒星形成。结果是一个具有两个不同年龄星族的核化矮星系:一个再电离前,一个再电离后。我们的机制独特之处在于两个关键原因。首先,宿主矮星系质量低意味着以这种方式形成的NSC可以吸积到几乎所有质量的星系上,可能为各处NSC的形成提供种子。其次,我们的模型预测NSC应至少有两个星族,年龄间隔很大(≳10亿年)。这为我们的核化矮星系预测了一个具有两个不同主序转折点的颜色-星等图。几个绕银河系运行的球状星团,包括半人马座ω和M54,正好表现出这种行为,表明它们实际上可能是被吸积的NSC。
引用
@article{arxiv.2405.19286,
title = {EDGE: A new model for Nuclear Star Cluster formation in dwarf galaxies},
author = {Emily I. Gray and Justin I. Read and Ethan Taylor and Matthew D. A. Orkney and Martin P. Rey and Robert M. Yates and Stacy Y. Kim and Noelia E. D. Noël and Oscar Agertz and Eric Andersson and Andrew Pontzen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.19286},
year = {2024}
}
备注
Main text 12 pages, 8 figures. Submitted to MNRAS