暗物质中星系与超大质量黑洞的共演化未被宇宙模拟捕获

星系形成由内部和环境过程主导，但二者的相对作用尚不明了。特别是，对活跃星系核(AGN)宿主星系的测量不确定性以及建模限制，掩盖了超大质量黑洞反馈在不同环境和随时间变化中的影响。本文通过对约6万颗近距离AGN(z < 0.15)的全面分析，以及对约50万颗AGN和非AGN宿主星系的新的环境和暗物质质量测量，来解决这一问题。该基准数据集统一与三大主流宇宙模拟——SIMBA、TNG和EAGLE——进行比较，揭示了主要且迥异的不足之处。模拟未能再现将星系形成、 quiescence、AGN luminosity、stellar mass与halo mass联系起来的观察到的趋势。虽然模拟在定性上捕捉到了AGN在低质量halo中更常见于丰富的团体或簇的事实，但详细的宿主星系人口学与观测结果存在显著差异。在大尺度结构中的星质量分布方面存在部分一致性，但所有模拟都过度生产了在大质量halo中被抑制的低质量卫星星系，同时误表现了大质量中心星系以及低密度环境中被抑制的星系比例，这些比例对反馈实现方式敏感。改进的AGN物理以及多相气体冷却和流动的建模是捕捉黑洞、星系与halo之间相互作用的必要条件。