ASTRID模拟中的星系与活动星系核共同演化：从宇宙正午到z=0.5的星系熄灭

我们利用大规模流体动力学模拟ASTRID，研究了星系与其中心超大质量黑洞从宇宙正午（z~2）到z=0.5的共演化过程。ASTRID中的星系恒星质量函数、黑洞质量函数以及光度函数均与当前的观测约束吻合良好。我们研究了$M_{\rm BH}$-$M_*$标度关系及其与活动星系核（AGN）光度、星系颜色和恒星形成率的联系，证明AGN反馈在熄灭大质量星系（$M_*>10^{10.5} M_{\odot}$）中起着关键作用。尽管AGN反馈通过熄灭机制抑制了恒星形成，但由于AGN活动与恒星形成均由共享的气体储库供能，二者呈正相关，因此AGN宿主星系在统计上仍表现出比非活动星系更高的恒星形成水平。ASTRID中宁静星系的比例随星系质量和红移演化而增加，与观测趋势一致。我们发现不同的熄灭机制会在被熄灭的星系上留下不同的形态印记。大质量、致密的宁静星系通常经历更短的熄灭时标，具有更年轻的中心区域，并拥有超大质量黑洞。这通常源于一种类似压实（compaction）的熄灭机制，该机制将气体输送到星系中心，引发星暴并触发AGN动能反馈。相比之下，形态更弥散的宁静星系通常经历“由内而外”的熄灭，其特征是中心区域比外围更古老。这些星系通常经历更长的熄灭时标，因为熄灭过程发生在更大的晕尺度上，逐渐耗尽星系中用于恒星形成的气体。ASTRID模拟数据（截至z=0.5）可在 https://astrid.psc.edu 获取。