流体动力学模拟中中央群星系的演化

我们在宇宙学流体动力学模拟中，以高分辨率追踪了三个约 $10^{13} M_\odot$ 星系群中中央星系的演化。在群势阱中的演化导致在 z=0 时，中央星系成为由恒星速度弥散支撑的、贫气体的大质量早型星系，类似于椭圆星系或 S0 星系。它们在 z~2-2.5 的主要前身是质量约为 $M_* \sim 3-10 \times 10^{10} M_\odot$、正在形成恒星（20-60 $M_\odot$/年）的星系，这些星系在延伸的气体盘中拥有大量的冷气体储库（约 $5 \times 10^9 M_\odot$）。因此，我们的模拟表明，在 z~2 观测到的恒星形成星系很可能是 z=0 时星系群中中央星系的主要前身。它们的中心恒星密度从 z~1.5 到 z=0 大致保持不变。相反，星系由内而外增长，通过在最内约 2 kpc 之外获得恒星包层。因此，有效半径内的密度下降了多达两个数量级。大并合和小并合都对有效半径外吸积的大部分质量有贡献，从而驱动了半质量半径的演化。在三个模拟群中的一个，短的中央冷却时间导致中央群星系在 z<1 时发生显著的“复兴”，影响了其形态、运动学和颜色。这一事件最终被一次群-群并合所终止。我们的模拟表明，在星系群中，暗晕质量组装、星系并合和气体吸积之间的相互作用对中央星系的恒星形成历史和 z=0 形态有重要影响。[摘要已删节]