自调节星系形成：对 Tully-Fisher 关系的解释

使用包含超新星反馈和多相介质的三维流体动力学星系形成模拟，我们推导出类似于 various 光学波段中观察到的 Tully-Fisher (TF) 关系的理论关系。本文检讨了包括超新星反馈在内的自调节机制对星系亮度及 TF 关系的影响，涉及三种宇宙学情景：CDM、$\Lambda$CDM 和 BSI（破尺度不变性）。我们从流体动力学模拟中得到的星系目录导致理论 TF 关系具有相当小的散点，为 I 波段的散点量为 $\Delta M =0.2-0.4$，从 I 波段到 B 波段增加 0.1 幅度。我们的结果提供了强有力的证据表明，TF 关系的紧密性不能仅归因于超新星反馈。然而，尽管消除超新星反馈几乎不影响散点，但它对 TF 关系的斜率影响相当敏感。在有超新星反馈时，$L \propto V_c^{3-3.5}$（取决于超新星反馈强度）。若无反馈，则 $L \propto V_c^{2}$，如由持续 M/L 比例的virial定理所预测。B 波段和 K 波段的星系亮度函数对此处研究的暗端超新星反馈较为敏感。我们发现 B 波段亮度函数的暗端 (-18 \leq M_B \leq -15) 的斜率比 Stromlo-APM 估计更陡，但大致符合最新的 ESO Slice Project 估计。