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Auriga 宇宙学模拟中盒状/花生状核球的形成与演化

星系天体物理 2025-06-06 v1

摘要

盒状/花生状(b/p)或 X 形核球已在孤立星系的理论和数值模拟中被广泛研究。然而,直到最近流体动力学宇宙学模拟的进步才使得在宇宙学环境中探索 b/p 核球成为可能,关于其形成和演化仍有许多待理解之处。通过使用 Auriga 磁流体动力学宇宙学放大模拟,我们刻画了 b/p 核球的结构参数及其在整个宇宙历史中的形成与演化。我们发展了一种估计 b/p 强度的方法,使我们能够识别这些结构的形成时间和尺度。我们发现 Auriga 中的 b/p 核球在棒形成后约 1.11.6Gyr\sim 1.1-1.6\,\mathrm{Gyr} 形成,经历了一个'棒弯曲'过程;一些星系经历多次弯曲和 b/p 增长事件,部分 b/p 结构在弯曲事件之间'溶解'。我们发现,在 z=0z=0 处,b/p 核球的延展范围几乎达到棒长度的一半。最后,我们分析了 b/p 比例随红移的演化,发现在 z=0z=0 处,三分之二的星系拥有棒,其中 45%45\% 具有 b/p 核球。该 b/p 比例处于 z=0z=0 处的观测范围内,尽管与某些观测研究相比处于较低端。b/p 比例在 z=0.5z=0.5 处降至 20%20\%,在 z1z\sim 1 处降至零;这与观测到的 b/p 比例随红移下降的趋势一致。我们讨论了观测与宇宙学模拟之间 b/p 出现频率明显不匹配的可能原因,模拟中它们形成(或不形成)的原因,以及这可能揭示的星系形成与演化模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.13590,
  title  = {Formation and evolution of boxy/peanut bulges in the Auriga cosmological simulations},
  author = {Paula D. López and Francesca Fragkoudi and Sofía A. Cora and Cecilia Scannapieco and Rüdiger Pakmor and Robert J. J. Grand and Facundo Gómez and Federico Marinacci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.13590},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 18 figures, 2 tables - Accepted for publication on MNRAS