Illustris 模拟中缺乏暗物质的星系

（节选）任何星系之间存在相互作用的可行宇宙学模型都预言了原初矮星系和潮汐矮星系（TDGs）的存在。特别是在标准宇宙学模型（$\Lambda$CDM）中，根据双矮星系定理，必然存在半径不同、分别由暗物质主导的原初矮星系和不含暗物质的 TDGs。我们在 $\Lambda$CDM 宇宙学中研究了 TDGs 的出现频率、演化和性质。我们利用流体动力学宇宙学 Illustris-1 模拟来识别潮汐矮星系候选体（TDGCs），并研究它们目前的物理性质。我们还展示了几个缺乏暗物质的星系形成过程的动画，证实了它们的潮汐矮星系本质。然而，TDGCs 也可以通过其他机制形成，例如来自冲压剥离的物质，或者推测性地来自冷吸积气体。我们在红移 $z = 0$ 时发现了 97 个 $M_{stellar} >5 \times 10^7 M_\odot$ 的 TDGCs，对应的共动数密度为 $2.3 \times 10^{-4} h^3 cMpc^{-3}$。质量最大的 TDGC 具有 $M_{total} = 3.1 \times 10^9 M_\odot$，与 Large Magellanic Cloud 相当。TDGCs 在相空间中相关联，具有高金属丰度，且通常比富含暗物质的矮星系更年轻。我们首次在自洽的 $\Lambda$CDM 宇宙学模拟中验证了双矮星系定理。模拟的 TDGCs 和暗物质主导的星系在半径-质量图中分布在不同的区域，这与对早型星系的观测不一致。在 Illustris-1 中形成的贫暗星星系具有与观测到的矮星系和其他星系交遇模拟中形成的 TDGs 相当的半径。在 Illustris-1 中，所有选定的 $M_{stellar} = 5 \times 10^7-10^9 M_\odot$ 星系中，只有 0.17% 是 TDGCs 或贫暗物质矮星系。本文讨论了 NGC 1052-DF2 型天体的出现。