高红移大质量星系的形成：冷流、团块盘和致密球状体

我们提出了一个高红移大质量星系的简单理论框架，这些星系的主要并合和恒星形成发生在该时期，并报告了首次揭示与我们分析一致的团块盘的宇宙学模拟。其演化由平滑和团块状冷流、盘不稳定性以及核球形成之间的相互作用所主导。强烈且相对平滑的流维持着一个不稳定的致密富气盘。具有高湍流和巨团块（每个约占盘质量的百分之几）的不稳定性通过盘内的引力相互作用进行自我调节。团块在大约10个动力学时间（约0.5 Gyr）内迁移到核球中。宇宙学流补充了正在排干的盘，并将团块相延长至稳态下的几十亿年，此时盘、核球和盘半径内的暗物质质量相当。团块在致密的子团块中形成恒星，遵循整体吸积率（约100 Msun/yr），每个团块在大约0.5 Gyr内转化为恒星。当团块耗散性地合并成一个致密核球时，恒星形成盘是延展的，因为流入的流使外盘保持致密且易于发生不稳定性，同时也由于角动量输运。当流更加团块化时，形成被动的、以球体为主的星系：外部团块合并成一个巨大的核球，并激起盘湍流，从而稳定盘并抑制原位团块和恒星形成。我们预测到z~3时星系类型会出现双峰性，涉及巨团块恒星形成盘和恒星形成受到抑制的以球体为主的星系。在z~1之后，盘倾向于被占主导的恒星盘和核球所稳定。大多数高红移大质量盘很可能最终演变为今天的早型星系。