从宇宙初始条件形成早型星系

我们描述了三大约为 $M_*$ 场域星系的高分辨平滑粒子流体力学 (SPH) 模拟，这些模拟从 \LCDM 初始条件开始。模拟有意简洁，包括光离子化、星际介质冷却和星形成，但不包括来自 AGN 或超新星的反馈。所有星系在 $z \approx 5$ 经历初始星形成爆发，伴随加热气体气泡的形成。三分之二的星系在当前时刻显示出早型星系特征，尽管只有一颗星系经历了主要合并。冲击加热和 -PdV 做功主导冷却，因此对于大多数气体，温度随时间递增。到 $z \approx 1$ 时，相当大比例的最终恒星质量已就位，其光谱能分布类似于观测到的大质量红星系。星系平均于从 $z=1 \to 0$ 经历 25% 的质量增长和气体贫乏 (dry) 恒星合并中的尺度增长。到当前时刻，模拟的星系较旧 ($\approx 10$ 亿年)，呈运动学热的恒星系统，周围有加热气体包。星星在星系质量占比直至 $\approx 4$ 有效半径 ($\approx 10$ kpc) 仍占主导。运动学和大多数光度特性与观测到的椭圆星系相符。经历主要合并的星系形成逆旋转的核心。我们的模拟表明，即使在不要求近期主要合并或来自超新星或 AGN 反馈的情况下，也可从 \LCDM 初始条件形成符合物理的中间质量巨型椭圆星系。