重子物理对高红移星系结构的影响

我们利用改进了星际介质和恒星形成建模的宇宙学模拟，研究了红移 z > 2 处星系的详细结构。模拟追踪了分子氢的形成和解离，并仅在冷分子气体中包含恒星形成。分子气体比原子气体更集中于星系中心，因此， resulting 的恒星分布非常致密。对于总质量高于 $10^{11} M_\odot$ 的光晕，在 z = 3 时恒星盘的中值半质量半径为 0.8 kpc。分子盘的垂直结构比原子中性气体薄得多。相对于无辐射运行，暗物质光晕的内部区域形状从长球体变为轻度扁球体，并与恒星盘对齐。然而，我们没有发现恒星盘周围存在显著暗物质暗盘的证据。外部光晕区域保留了吸积和合并期间获得的取向，并与内部区域显著错位。暗物质光晕的径向剖面响应重子耗散而收缩，在整个光晕的大部分区域建立了近似等温剖面。这种效应可以通过修正的光晕收缩模型准确描述。固定量的内部暗物质的角动量随时间近似守恒，而在无耗散情况下，大部分角动量在合并期间向外转移。暗物质角动量的守恒为层级星系形成过程中光晕收缩模型的有效性提供了支持证据。