FIRE 模拟中的巨型团块：一个大质量高红移星系的案例研究

高红移大质量恒星形成星系的形态常由质量约 10^8-10^9 Msun、尺度约 100-1000 pc 的巨型团块主导。先前研究提出，巨型团块可能在其宿主星系的演化中扮演重要角色，特别是在构建中心核球方面。然而，这取决于团块是否能存活足够久以从盘中原位置迁移，还是在到达星系中心前就被自身的恒星反馈瓦解。我们使用 FIRE（真实环境中的反馈）项目的宇宙学流体动力学模拟，该项目显式处理了恒星反馈和星际介质物理，以研究这些团块的性质。我们追踪了一个大质量（z=1 时恒星质量约 10^10.8 Msun）、盘状、富气体星系从红移 z>2 到 z=1 的巨型团块演化。尽管该星系的团块阶段持续了超过十亿年，单个气体团块的寿命很短，大质量团块的平均寿命约 20 Myr。在此期间，它们在被瓦解前将 0.1% 至 20% 的气体转化为恒星，类似于本地巨分子云。质量 M>10^7 Msun 的团块在团块阶段约占星系总恒星形成的 20%，产生了约 10^10 Msun 的恒星。我们未发现星系内团块净向内迁移的证据。巨型团块的数量及其质量在较低红移处减少，跟随总气体比例和恒星形成率的下降。