快速纤维状吸积作为延展薄盘的形成起源

由恒星反馈驱动的星系外流对于解释星系中恒星形成低效性至关重要。尽管强反馈可通过在早期限制恒星形成并移除低角动量气体来促进星系盘的形成，但目前尚不清楚同样的反馈如何产生椭圆星系或剃刀般薄的旋涡星系等多样化天体。我们利用两个在 $10^{12}~\mathrm{M_\odot}$ 晕中形成、且质量吸积历史与晕自旋参数几乎相同的星系的宇宙学zoom-in模拟来研究这一问题。然而，这两个星系在 $z = 0$ 时最终呈现出差异显著的核球-盘质量比。在 $z>1.5$ 时，两个星系的恒星形成面密度均为 $\Sigma_{\rm SFR}\simeq 10~\mathrm{M_\odot}~{\rm yr}^{-1}~{\rm kpc}^{-2}$，导致强外流。在最后一次星暴事件之后，两个星系均在 1~Gyr 内经历了从 1~kpc 到 5~kpc 的气态盘急剧增长，我们将这一决定性事件称为“大旋转”(the Grand Twirl)。此后，演化轨迹强烈分叉：一个星系最终成为核球主导星系，另一个则成为盘主导星系。这一二分性的起源在于吸积气体的角动量，以及它是否以建设性方式叠加到初始盘角动量上。该延展盘的建立使 $\Sigma_{\rm SFR}$ 迅速降低超过两个数量级，达到 $\Sigma_{\rm SFR} \lesssim 0.1~\mathrm{M_\odot}~{\rm yr}^{-1}~{\rm kpc}^{-2}$，与从银河系恒星族推导的结果惊人一致。其结果，超新星爆发被分散开来，不再能驱动星系外流，从而使得一个薄而温和恒星形成的延展盘得以存续。