相互作用星系中星团的形成与演化

对球状星团的观测表明，它们具有普适的对数正态质量函数，其特征峰值在 $\sim 2\times 10^{5}\, {\rm{M_{\odot}}}$ 处，但关于这一峰值分布的起源存在高度争议。在此，我们使用两种不同代码进行的高分辨率流体动力学模拟，研究了相互作用星系中星团的形成与演化，以减轻数值伪影的影响。我们发现，质量在 $\sim 10^{5.5} - 10^{7.5}\, {\rm{M_{\odot}}}$ 范围内的大质量星团优先形成于星系相互作用产生的高激波区域。初生的星团形成云具有 $P/k \sim 10^8 - 10^{12}\, \rm{K}\,\rm{cm^{-3}}$ 范围内的高气压，这比星际介质的典型压力高 $\sim 10^4 - 10^8$ 倍，但与最近对触须星系中一个前超星团云的观测结果一致。此外，这些大质量星团具有准对数正态的初始质量函数，峰值在 $\sim 10^{6}\, {\rm{M_{\odot}}}$ 附近。由于破坏性过程，星团的数量随时间衰减，但在星系碰撞过程中质量函数的形状和峰值并未发生显著变化。我们的结果表明，富气星系并合可能为大质量星团（如球状星团）的形成提供了有利环境，而对数正态质量函数及其独特的峰值可能源于诞生云的极端高压条件，并能在动力学演化中存续。