TNG50 模拟中棒旋星系群体的演化

我们利用磁流体动力学模拟 TNG50 研究大质量盘星系中棒状结构的演化。大质量旋涡星系早在 $z=4$ 时已存在，棒的形成在彼时早期便已发生。随着宿主星系演化，棒变得更长更强，其尺寸增长速率与盘尺度长度相近。对于 $M_{*}\geq10^{10}M\odot$ 的星系，棒分数随红移温和演化，在 $0.5<z<3$ 时大于 $\sim40\%$，在 $z=0$ 时约为 $\sim30\%$。当考虑大于给定物理尺寸（$\geq 2\,\rm kpc$）或 HST 的 I 波段角 PSF FWHM 两倍角分辨率极限的棒时，棒分数随红移增加急剧下降，使理论预测与观测数据相吻合。我们发现棒星系比无棒星系具有更老的恒星族、更低的气体分数与恒星形成率。多数情况下，棒星系的盘比无棒星系的盘形成更早更快。我们还发现棒星系在其晕浓度更大、自旋参数更小方面具有典型性。此外，棒星系内部区域比无棒星系更重子主导，但全局恒星质量分数相当。我们的结果表明棒群体可作为盘星系及其宿主晕构建的潜在示踪器。随本文我们发布了 TNG50 中 $z=4$ 至 $z=0$ 间 $6$ 个红移处的棒星系星表。