从矮椭球星系到cD星系：在ΛCDM宇宙学中模拟星系种群

我们将更新的半解析星系形成模型同时应用于Millennium和Millennium-II模拟中存储的晕/子晕并合树。这两个模拟在质量分辨率上相差125倍，从而可以明确测试分辨率对预测星系性质的影响。我们修订了气体吸积中快速内流与冷却流区域之间转变的处理、核球以及气体和恒星盘的大小、超新星反馈、星系落入更大系统时从中心到卫星状态的转变，以及星系成为卫星后气体和恒星剥离的处理。效率和标度参数的合理取值不仅使模型与观测到的低红移星系在恒星质量跨越5个数量级、光度跨越9个星等范围内的丰度高度吻合，而且与观测到的银河系卫星星系丰度也高度吻合。这表明，除了最暗弱的星系外，再电离效应可能并非解决“缺失卫星”问题所必需。同一模型还匹配了观测到的星系作为恒星质量和颜色函数的大尺度成团性。对于大质量星系，拟合在约30kpc尺度上仍然极佳。然而，对于恒星质量M* < 6×10^10太阳质量的星系，模型在1 Mpc以下尺度上高估了成团性，表明模拟中采用的σ_8值（0.9）过高。富星系团内的星系分布与模拟结果一致，并匹配观测，但前提是包含没有暗物质子晕的星系（所谓的孤儿星系）。我们的模型预测的低质量星系中被动星系比例高于观测值，并且在红移z~0.6之后，约10^10太阳质量的星系数量过多，这反映了恒星形成率建模方式的不足。