Tully-Fisher关系的宇宙学起源

我们利用包含气体动力学和恒星形成效应的高分辨率宇宙学模拟，研究了标准冷暗物质宇宙学中Tully-Fisher关系的起源。我们根据每个模型星系的完整恒星形成历史以及最新的分光光度模型计算其光度。我们发现，在z=0时，模型星系的恒星质量与其周围暗晕维里半径内的总重子质量成正比。因此，圆周速度与星系的总光度紧密相关，反映了在宇宙学背景下所识别系统的质量与圆周速度之间的等价性。该关系的斜率从红波段到蓝波段略微变陡，与观测结果相当吻合。其弥散很小，从U波段的约0.45星等减小到K波段的约0.34星等。我们在此探索的特定宇宙学模型似乎无法解释该关系的零点。如果使用发光星系边缘的圆周速度作为旋转速度的估计量，模型星系在z=0时显得过暗（约暗两个星等）。Tully-Fisher关系在过去更亮，在z=1时B波段约亮0.7星等，这与近期对z~1星系的观测结果不符。我们得出结论，Tully-Fisher关系的斜率和紧致性可以在等级成团模型中自然地得到解释，但其归一化和演化强烈依赖于所选择的恒星形成算法以及决定宇宙重子分数和不同质量星系聚集时间的宇宙学参数。