超大质量盘状星系的形成与演化：来自 IllustrisTNG 的模拟研究

超大质量盘状星系是极少数被良好理解其形成与演化机制的星系类型。它们包含多种对象，从马林1等大尺度低表面亮度星系，到最极具观赏性的超亮度螺旋星系。然而，我们仍不知道其形成的物理机制，以及这些星系是否会是持久的天体，或者其质量是否会在时间推移中将其毁灭。我们旨在使用 IllustrisTNG-100 这一磁流体动力学最先进的模拟来探讨这些星系的形成与演化。我们将超大质量盘状星系定义为具有 $\lambda / \sqrt{\varepsilon} \geq 0.31$ 或 0.71，且恒星质量 $\log_{10}M_\star/M_\odot > 10^{11}$ 的星系。我们研究了这些星系的颜色、合并历史、AGN 历史以及其所在的环境。超大质量盘状星系通常经历平稳的合并历史，在 $z \leq 1$ 时约有 $48\%$ 不会发生显著的合并。与球状星系不同，超大质量盘状星系的恒星质量增长主要来自星际形成，而球状星系则需要大量合并才能形成。此外，盘状星系经历的合并通常富含气体，无论是小合并还是大合并都如此。超大质量盘状星系存在于各种环境中，从孤立到星团都有，约有 $60\%$ 居住在孤立或低质量星系团中，约有 $25\%$ 位于大型星系团中，约有 $15\%$ 位于星系星团内部。当研究在 $z=0.5$ 时选取的超大质量盘状星系演化时，我们展示当它们获得足够质量时，维持其盘状结构至 $z=0$ 的概率相对较高（约 $60\%$）。最后，尽管 AGN 对星系中星际形成的调节有显著影响，但它们并不直接改变星系的形态结构。