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同时建模尘粒星形成银河与巨型休眠星系:银河形成模型的校准框架

星系天体物理 2025-09-10 v1

摘要

银河形成模型,特别是准半分析模型(SAM),依赖带有自由参数的微分方程描述银河形成与演化的物理机制。传统上,大多数 SAM 依赖人工校准这些参数以匹配观测数据。然而,这种方法未能充分探索多维参数空间,导致鲁棒性受限且与某些观测结果不一致。相比之下,L-Galaxies SAM 具备独特的马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)模式,实现了稳健的模型校准。利用此功能,我们解决了一个长期悬而未决的矛盾:同时再现尘粒星形成银河(DSFG)和高红移巨型休眠星系(MQ)的数量密度。我们测试了九种观测约束的组合——包括星质量函数、休眠比例、中性氢质量函数以及 DSFG 数量密度——在不同红移下的情形。随后我们分析所得银河属性预测,讨论其背后的物理机制。我们的结果识别出一种模型,既能合理匹配 DSFG 的数量密度,又能与观测推导出的高红移 MQ 数量密度下限保持一致。该模型要求在合并过程中实现高星形成效率,同时要求超大质量黑洞(SMBH)的冷气吸积对星系阴影质量无依赖,促进星质量和 SMBH 的快速生长。此外,我们的发现凸显了稳健校准程序的重要性,以应对多维银河形成模型固有的显著退化问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.15283,
  title  = {Simultaneously Modelling Dusty Star Forming Galaxies and Massive Quiescents: A Calibration Framework for Galaxy Formation Models},
  author = {Pablo Araya-Araya and Rachel K. Cochrane and Christopher C. Hayward and Laerte Sodré and Robert M. Yates and Marcel P. van Daalen and Marcelo C. Vicentin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.15283},
  year   = {2025}
}

备注

22 pages, 18 figures (including the Appendix). Submitted to MNRAS. Comments are very welcome!