高自转 halo 中形成的超弱星系的大暗物质含量与陡峭金属度分布

我们研究了来自 TNG50 模拟中选取的 stellar mass 为 $\rm{M_\star=10^{7.5} - 10^{9} ~ M_{\odot}}$ 的超弱星系样本，其中 UDG 主要形成于高自转矮星系 halo 中。我们将样本分为形成星系和 quenched UDG，发现与观测中测得的星系组装历史良好一致。形成星系的 UDG 以及我们样本中 $\rm{M_\star \geq 10^8 ~ M_{\odot}}$ 的 quenched UDG 在形成星系方面效率较低，星系质量只有非 UDG 的 2 - 10 倍。这些结果与最近的 UDG 样本质量推断相符，表明最不有效率的 UDG 源于暗物质质量的晚期组装，随后是比较缓慢的星系增长（对于形成星系的 UDG）或因环境气体移除而被中断（对于 quenched UDG）。无论效率如何，UDG 在固定星系质量下的 [Fe/H] 均比非 UDG 样本贫乏 60%，其中最极端的天体的金属含量与模拟的 $z \sim 2$ 处的质量-金属度关系相符。quenched UDG 的星系形成在与非 UDG 相似质量的星系中更短的时间尺度内停止，并因此相对于非 UDG 具有 alpha 丰富程度。我们在 UDG 中识别到金属度分布，作为区分这些星系不同形成路径的潜在途径，其中基于高自转 halo 的温和形成将呈现明确的下降金属度径向分布，而强外流或潮汐剥离形成模型将导致金属度随半径保持不变或平坦 due to stellar orbits 的内在混合。