NIHAO XXI：低表面亮度星系的出现

表面亮度$\mu$低于夜空亮度的星系的存在已被知晓三十年。然而，它们在$\rm\Lambda CDM$宇宙中的形成机制与出现方式在很大程度上仍未确定。我们首次借助NIHAO系列流体动力学宇宙学模拟，研究了恒星质量M$_{\star}$$\sim$10$^{9.5-10}$M$_{\odot}$的低表面亮度（LSB）星系的起源，我们能在模拟中重现此类星系。模拟与观测的LSB具有相似性质：拥有大HI储库、延展的恒星形成历史与有效半径、低S\'{e}rsic指数以及缓慢上升的旋转曲线。我们探究了这些天体的形成机制：模拟LSB形成于早期共面共转并合与对齐的气体吸积，而垂直并合与错位气体吸积导致到$z$=0时更高$\mu$的星系。并合规模越大，并合轨道构型与最终$\mu$之间的相关性越强。尽管模拟LSB星系的暗物质晕自旋参数始终较高，暗物质晕浓度、反馈驱动的气体外流与并合时间的影响在确定$\mu$时仅起次要乃至无作用。有趣的是，此类“经典”LSB的形成情景不同于质量较小（M$_{\star}$$\sim$10$^{7-9}$M$_{\odot}$）的超弥散星系，后者源于超新星驱动气体外流的作用：因此$\sim$10$^9$M$_{\odot}$的M$_{\star}$代表了LSB领域中由反馈主导向角动量主导形成情景的过渡区。我们给出了关于LSB盘空间分辨恒星形成率的观测预言：这些预言连同即将到来的巡天可用于验证所提出的LSB星系出现情景。