模拟高红移星系中的巨块：性质、演化与对反馈的依赖性
摘要
我们利用红移 z=6-1 的 AMR 宇宙学模拟，研究了高红移盘星系中巨块的演化。我们的样本包含 34 个星系，其在 z=2 时的晕质量为 10^{11}-10^{12}M_s，分别在有和没有年轻恒星辐射压（RP）反馈下运行。尽管 RP 对盘的尺寸和全局稳定性影响甚微，但它使恒星形成气体量减少了约 2 倍，导致到 z~2 时恒星质量以相近倍数减少。两个样本均经历剧烈盘不稳定性（VDI），并以相似速率形成质量为 10^7-10^9M_s 的巨块，尽管 RP 显著减少了长寿命巨块的数量。当包含（不包含）RP 时，圆速度 <40(20)km/s、重子面密度 <200(100)M_s/pc^2 且重子质量 <10^{8.2}(10^{7.3})M_s 的巨块为短寿命，在几个自由落体时间内瓦解。质量更大且更致密的巨块存活下来，并在几个盘轨道时间内向盘中心迁移。在 RP 模拟中，归一化到其宿主盘的巨块质量与恒星形成率（SFRs）的分布在所有红移下非常相似。它们呈现截断幂律，斜率略浅于 -2。短寿命巨块偏好具有年轻恒星年龄、低质量、高气体分数和比恒星形成率（sSFR），且往往分布于盘外围。大质量长寿命巨块的 sSFR 随其向盘中心迁移而随年龄下降，产生质量、恒星年龄、气体分数、sSFR 和金属性的梯度，以此区别于短寿命巨块。外源并合占巨块质量的约 37% 和 SFR 的约 29%。它们比内源巨块质量更大、恒星年龄更老，尤其在盘边缘附近。在红移 z=4-1 范围内，约一半星系在较宽恒星质量区间内呈块状，巨块占 SFR 的约 3-30%，但仅占恒星质量的约 0.1-3%。
引用
@article{arxiv.1512.08791,
title = {Giant Clumps in Simulated High-z Galaxies: Properties, Evolution and Dependence on Feedback},
author = {Nir Mandelker and Avishai Dekel and Daniel Ceverino and Colin DeGraf and Yicheng Guo and Joel Primack},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.08791},
year = {2016}
}
备注
Accepted to MNRAS. Updated measurements of outflows from clumps and new study of clump virial parameters. Other small changes