纯干并合无法解释 z = 1 以来大质量早型星系的观测演化

几项研究表明，大质量早型星系 (ETGs) 观测到的尺寸演化可以解释为干并合和前身星偏差的组合，至少自 z~1 以来是这样。在本文中，我们基于近期对 ETGs 质量密度剖面演化的透镜测量，对干并合情景进行了新的检验。我们构建了一个理论模型，用于描述由宇宙学模拟给出的发生率驱动的干并合所导致的尺寸和质量密度剖面斜率 $\gamma'$ 的联合演化。这种干并合模型预测 $\gamma'$ 随宇宙时间强烈减小，这与在红移范围 0<z<1 内从观测推断出的几乎恒定的 $\gamma'$ 不一致。随后，我们通过一个简单的玩具模型表明，并合中存在少量冷气体——这与 ETGs 中近期恒星形成的上限一致——足以使模型与 $\gamma'$ 的测量值相协调。通过拟合并合期间吸积的气体量，我们发现如果总最终恒星质量中约有 4% 源于自 z~1 以来吸积的气体，则具有耗散的模型与尺寸和密度斜率演化的观测结果一致。纯干并合模型在 > 99% 置信水平下被排除。因此，我们提出了一种情景：大质量 ETGs 的外部区域通过吸积恒星和暗物质而增长，而少量的耗散和核恒星形成共同作用，使质量密度剖面保持恒定且近似等温。