SIRIUS：矮星系多样性与其形成历史之间的关系

低质量矮星系（$M_{\rm vir} \lesssim 10^9\rm\ M_\odot$）是基本的宇宙学构件，但驱动其结构多样性的物理过程仍鲜为人知。最近的数值模拟暗示在此质量范围内存在恒星-暗物质质量比的多样性，但同一模拟设置下的样本数量或数值分辨率有限。我们进行了高分辨率的宇宙学 zoom-in 模拟，针对 8 个暗物质质量约为 $\sim 10^9\rm\ M_\odot$ 的星系，模拟至 $t=1.2$ Gyr，当时大部分气体已被驱逐。我们的样本在重联化时代具有约一个数量级的质量散射。预计在 $z=0$ 时的恒星-暗物质质量比几乎达到两个数量级，范围从 $5\times10^{-5}$ 到 2\times10^{-3。我们还观察到其星系结构紧凑性的变化。其中一些模拟星系的恒星半质量半径可达 $\sim30$ pc，甚至与超紧凑矮星系的尺度相当。这种紧凑星系结构的形成条件被理解为类似于形成致密、质量巨大的星团形成条件。我们发现，当中心气体面积密度超过临界阈值（$\Sigma_{\rm gas} \gtrsim 30\rm\ M_\odot\ \rm\ {pc}^{-2}$）时，星际形成将高度有效，导致致密的星系系统。这些结果表明，即使在孤立的暗物质暗柱中，也可以原位形成 UCD。