Simba 模拟中的并合、星暴与 quenching

我们使用 Simba 宇宙学星系形成模拟来研究大并合（$\leq$ 4:1）、星暴与星系 quenching 之间的关系。并合通过恒星质量 $M_*$ 中远高于原位恒星形成预期的突增来识别，而 quenching 定义为从比恒星形成率 sSFR$>t_{H}^{-1}$ 变为 sSFR$<0.2t_{H}^{-1}$，其中 $t_{H}$ 为哈勃时间。在 $z\approx 0-3$，并合显示出比质量匹配的形成星系样本高 $\sim\times 2-3$ 的 SFR，但在全局上仅占宇宙 SF 预算的 $\leq 1\%$。在低质量端，并合中 SFR 的增大部分主要归因于 $H_2$ 含量的增加，但对于 $M_*\geq 10^{10.5} M_{\odot}$ 的并合还显示出升高的恒星形成效率，表明并合星系内气体更致密。形成星系的并合率随红移快速增加 $\propto (1+z)^{3.5}$，但 quenching 率演化慢得多，$\propto (1+z)^{0.9}$；在 $z\leq 1.5$ 处并合不足以解释 quenching 率。Simba 在 $z\geq 3$ 首先使星系 quenching，其数密度与观测吻合良好。quenching 时标 $\tau_q$ 呈强双峰，整体以“慢”quenching（$\tau_q \sim 0.1t_{H}$）为主，但“快”quenching（$\tau_q\sim 0.01 t_H$）在 $M_*\sim 10^{10}-10^{10.5}M_{\odot}$ 星系中占主导，可能由 Simba 的喷流模式黑洞反馈诱发。并合与 quenching 事件之间的延迟时间分布表明其与快或慢 quenching 均无物理联系。因此，Simba 预言大并合诱发星暴，但与快或慢模式下的 quenching 均无关。