NIHAO XVI：运动学选取的盘、核球与恒星晕的性质与演化

我们使用来自 NIHAO 项目的 25 个模拟星系来定义和表征各种运动学恒星结构：薄盘和厚盘、大尺度单盘、经典核球与伪核球、球状体、内盘以及恒星晕。这些结构的质量、自旋、形状和旋转支持与理论预期和观测数据高度吻合。在暗物质晕质量超过 $2.5\times10^{\rm~11}M_{\rm\odot}$ 时，所有星系均具有经典核球，且 70% 具有薄盘和厚盘。运动学（薄）盘的角动量与恒星质量之间遵循幂律关系 $J_{\rm *}=3.4M_{\rm *}^{\rm1.26\pm0.06}$，这与基于相同质量范围内经验恒星-暗物质晕质量关系的预测非常吻合，并显示出最大“观测”旋转速度与暗物质晕圆周速度之间存在强相关性 $v_{\rm c}=6.4v_{\rm max}^{0.64\pm0.04}$。追溯这些结构前身的时间演化，我们发现它们都损失了占其最大角动量比例为 $1-f_j$ 的部分。薄盘在保留其高红移自旋（$f_j\sim0.70$）方面明显优于厚盘（$f_j\sim0.40$）。恒星晕的前身重子物质组装最晚（$z_{\rm~1/2}\sim1.1$）且时间尺度最长（$\tau\sim6.2$~Gyr），并且原位诞生的恒星比例最小（$f_{\rm in-situ}=0.35\pm0.14$）。所有其他结构具有 $1.5\lesssim z_{\rm1/2}\lesssim3$、$\tau=4\pm2$~Gyr 且 $f_{\rm in-situ}\gtrsim0.9$。