IllustrisTNG 模拟的首批结果：星系颜色双峰性

我们介绍了 IllustrisTNG 项目的前两次模拟，这是新一代宇宙学磁流体动力学模拟，重点关注星系的光学颜色。我们探究了 TNG100（原始 Illustris 盒子的重跑）以及 TNG300（其在大二十倍的体积内包含 2x2500^3 分辨率单元）。此处我们给出低红移下星系颜色双峰性的首批结果。考虑尘埃对星光的消光后，我们将 $10^9 < M*/Msun < 10^{12.5}$ 星系的模拟 (g-r) 颜色与斯隆数字巡天（SDSS）的观测分布进行比较。我们发现相较于原始 Illustris 模拟有显著改进，并且与观测在定量上高度一致：在中位颜色上于特征恒星质量 $M* \sim 10^{10.5}$ Msun 处出现从蓝到红的急剧转变。通过研究颜色-质量平面的构建与红序的形成，我们证明在 TNG 模型中星系颜色转变的主要驱动因素是处于低吸积态的超大质量黑洞反馈。在整个星系族中，我们测得中位颜色转变时标 $dt_{green}$ 约为 1.6 Gyr，该值随星系质量增大而降低。我们发现了淬灭物理过程的标志：在固定恒星质量下，较红星系具有更低的恒星形成率、气体分数和气体金属丰度；其恒星族也更老，且大尺度星际磁场比蓝星系更弱。最后，我们测量了红序上的恒星质量增长量。在 $z<1$ 变红的 $M* > 10^{11}$ Msun 星系，平均在变红后积累了其 $z=0$ 最终质量的约 25%；同时，约 18% 的此类大质量星系在红序上获得了其最终恒星质量的一半或更多。