FLARES IX：驱动致密星系形成与演化的物理机制

在 FLARES（First Light And Reionisation Epoch Simulations）系列流体动力学模拟中，我们惊奇地发现高红移（$z>5$）处的内禀尺寸-光度关系呈负斜率。然而，在包含尘埃消光效应后，我们观测到的紫外尺寸-光度关系呈正斜率，与其他模拟和观测研究吻合良好。在这项工作中，我们扩展了这一分析，以探究驱动致密星系形成和演化的潜在物理机制，这些致密星系导致了负的尺寸-质量/尺寸-光度关系。我们发现，大多数致密星系（$R_{1/2, \star}< 1 \mathrm{pkpc}$）——它们驱动了尺寸-质量关系的负斜率——通过高效的集中冷却，从扩展尺寸转变为致密尺寸，导致其核心具有较高的特定恒星形成率。这些致密的恒星系统被比其恒星对应物大 $100\times$ 的非恒星形成气体分布所包裹。通过与 EAGLE 模拟套件中的星系进行比较，我们发现这些扩展的气体分布在 $z=5$ 到 $z=0$ 之间“开启”并开始形成恒星，导致尺寸增大，从而使尺寸-质量关系从负斜率演化为正斜率。这明确地展示了由内而外的星系形成过程，其中致密的核球比周围的盘更早形成。