核星团与球状星团系统质量、成核比例及环境之间的关联

我们提出了一个关于星系成核比例($f_{nuc}$)、星系核星团(NSC)质量及其幸存球状星团质量($M_{GC,obs}$)对宿主质量的依赖性的简单模型。考虑星系势场中球状星团(GC)的质量和轨道演化,我们定义了一条临界质量极限($M_{GC,lim}$),高于该极限的 GC 可同时因动力学摩擦向内旋入星系中心并抵御潮汐瓦解,从而构建 NSC。该阈值质量的解析表达式使我们能够对星系群体的成核比例建模。我们发现初始星系尺度-质量关系的斜率和曲率是决定给定质量下成核星系比例的最重要因素(GC 质量函数的形状为次要效应)。只要初始尺度-质量关系在 $M_{gal} \sim 10^{9.5} {\rm M_{\odot}}$ 处存在拐点,星系团群体中定义良好的偏态正态 $f_{nuc} - M_{gal}$ 观测结果在这些模型中自然重现。我们的解析模型还预测了 $M_{gal} - M_{GC,tot}$ 和 $M_{gal} - M_{NSC}$ 关系的界限,其约束了观测数据的散布。此外,我们阐明了若星团形成效率、GC 质量函数、星系环境或星系尺度-质量关系发生改变,这些标度关系和 $f_{nuc}$ 将如何变化。我们模型的两个关键预测是:1) 在固定恒星质量下,NSC 质量大于其 GC 系统质量的星系更为致密;2) 在固定星系质量下,成核星系的比例在更致密环境中更高。单一模型框架能够同时重现 NSC 和 GC 标度关系,为 GC 内旋是 NSC 形成的重要机制提供了有力证据。