从透镜状星系到蓝致密矮星系：恒星质量分数受星系盘引力不稳定性调控

恒星-晕质量关系（SHMR）不仅是我们所获星系与其暗物质晕联系信息的主要来源之一，也是星系形成模型表现的重要指示量。本文使用具有高质量旋转曲线和近红外表面测光的最大星系样本之一，对 SHMR 进行详细的比较分析。我们的分析表明，流行的 SHMR 形式之间存在显著统计差异，并阐明了一个新物理动机标度关系的预测能力：该关系通过星系盘引力不稳定性将恒星质量分数（$M_{\star}/M_{\mathrm{h}}$）与恒星比角动量（$j_{\star}$）及恒星径向速度弥散（$\sigma_{\star}$）联系起来。利用该关系，我们证明（i）即便对最先进的宇宙学流体动力学模拟，重现星系形成效率也极为困难；（ii）恒星质量分数的演化受星系盘引力不稳定性调控：当 $M_{\star}/M_{\mathrm{h}}$ 变化时，$j_{\star}$ 与 $\sigma_{\star}$ 亦按我们的标度关系预测那样变化，从而抹去了该演化的记忆。这意味着星系盘引力不稳定性过程在所有形态类型的盘星系中——从透镜状星系到蓝致密矮星系——都惊人地一致。特别地，Toomre 的 $Q$ 的宇宙方差为 0.2 dex，对恒星与原子气体均为普适值。