介绍 Illustris 项目：星系群 across 宇宙时间的演化

我们概述了 Illustris 模拟中星系群 across 宇宙时间的演化。Illustris 是一个 N 体/流体动力学模拟，它使用 AREPO 移动网格代码，将 $2\times1820^3$ 个分辨率单元在一个 $(106.5\,\mathrm{Mpc})^3$ 的盒子中，从宇宙学初始条件演化至 $z=0$。该模拟使用了一套最先进的星系形成物理模型，经过调整以重现 $z=0$ 处的恒星质量函数和宇宙恒星形成率密度的历史。我们发现 Illustris 成功重现了大量未经过调整的不同红移处星系群的观测结果，并对未来观测提供了预测。具体而言，我们讨论了：(a) 星系质量的累积，展示了从 $z=7$ 到 $z=0$ 的恒星质量函数以及恒星质量与晕质量之间的关系；(b) 直至 $z=4$ 的大质量中心星系周围的星系数密度剖面；(c) 不同红移下星系及其晕的气体和总重子含量，作为质量和半径的函数；以及 (d) 直至 $z=8$ 的星系比恒星形成率的演化。此外，我们 (i) 对从 $z=5$ 到 $z=0$ 的恒星成分和气体成分的星系形态进行了定性分析，并展示了它们在 HST 模拟观测中的外观；(ii) 追踪了在 $z=2$ 选定的星系直至其 $z=0$ 的后代，并量化了它们的生长和并合历史；以及 (iii) 追踪大质量 $z=0$ 星系至高红移，研究其恒星形成活动和致密性的共同演化。最后，我们讨论了与观测存在的若干分歧，并提出了未来研究的可能方向。