含黑洞的盘星系与椭圆星系的等质量及不等质量并合

我们展示了具有不同质量比和不同前身星形态的双星系并合模拟。模拟包括富气体盘星系的并合 (Sp-Sp)、早型星系与盘星系的并合 (E-Sp，混合并合) 以及早型星系之间的并合 (E-E，干并合)。我们追踪了气体、恒星和暗物质的动力学过程，并包含了辐射冷却、恒星形成以及黑洞 (BH) 吸积。对于 Sp-Sp 并合，随着前身星质量比的增加，峰值恒星形成率和黑洞吸积率降低，中心黑洞和新形成恒星的生长时标增加。对于较低的前身星质量比（例如 3:1 及以下），峰值黑洞吸积率通常发生在黑洞并合后不久；而对于较高的前身星质量比，峰值黑洞吸积率与黑洞并合时间之间没有明显的相关性。在盘星系并合中，黑洞反馈对恒星形成的终止作用在较高的前身星质量比（例如 3:1 及以上）下显著减弱。此外，引入黑洞反馈有效地抑制了干 E-E 并合和混合 E-Sp 并合中的恒星形成。所有并合残骸，无论其前身星如何，都遵循观测到的中心黑洞质量与恒星速度弥散 ($M_{BH}-\sigma$)、黑洞质量与 bulge 质量 ($M_{BH}-M_*$) 以及黑洞质量与 bulge 结合能 ($M_{BH}-M_{*}\sigma^2$) 之间的关系，其中散射的主要来源是初始气体质量分数的变化。所有关系的归一化以及 $M_{BH}-\sigma$ 和 $M_{BH}-M_{*}\sigma^2$ 关系的模拟斜率与观测结果吻合良好，而 $M_{BH}-M_*$ 关系的模拟斜率相比观测结果略陡。（摘要删节）