星系群中的并合 - I. 椭圆残留物的结构与性质

我们提出了三到二十五个星系组成的星系群中无碰撞干并合的模拟，以检验椭圆星系形成于此类群中心的假设。对中心残留物的模拟观测证实了它们与椭圆星系的相似性，尽管它们没有耗散成分。我们改变了原始旋涡星系核球的轮廓，发现由具有指数核球的旋涡星系形成的椭圆星系其 Sersic 指数过低。具有 de Vaucouleurs（经典）核球的旋涡星系的并合产生的残留物具有较大的 Sersic 指数，且与光度相关，这与 SDSS 椭圆星系一致。指数核球并合更好地拟合暗椭圆星系，而经典核球并合更好地匹配亮椭圆星系。同样，亮椭圆星系更好地由经历多次（>5）并合的残留物再现，而较暗的椭圆星系则由并合次数较少的残留物再现。残留物遵循紧密的尺寸 - 光度和速度弥散 - 光度（Faber-Jackson）关系（<0.12 dex 弥散），表明如果并合星系也遵循紧密的标度关系，随机并合可以产生紧密的标度关系。尺寸 - 光度和 Faber-Jackson 关系的斜率接近观测值，但在前一种情况下略浅。两个关系的截距均有偏移——残留物过大，但在固定光度下速度弥散过低。一些残留物显示出显著的旋转支持（v/\sigma > 0.1），尽管大多数是慢旋转体，极少是快旋转体（v/\sigma > 0.5）。这些发现与之前的研究形成对比，后者认为从旋涡星系的二元并合产生椭圆星系需要耗散。多次、主要是次要且干的并合可以产生亮椭圆星系，而显著的耗散可能是产生暗淡、快速旋转的椭圆星系所必需的。