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运动学双峰性:高效反馈与慢旋转星系的冷气不足

星系天体物理 2024-09-27 v1 高能天体物理现象

摘要

低红移 (巨型) 星系的恒星自旋分布双峰现象,在所有星系形成状态及多种环境下均广泛存在,表明星系通过两种不同演化路径进行生长和淡灭火。在慢旋转星系主导的球状星系中,其恒星群体的年龄组成和金属浓度证据表明其具有快速淡灭火历史,伴随显著的气体外流。本文我们利用 MaNGA 积分场光谱,对约 1 万颗星系测量了自旋参数 λRe\lambda_{R_{\rm e}} (即恒星比特定角动量的归一化值)。在其中约二分之一具有 HI 后续观测 (z0.05z\lesssim0.05) 的样本中,我们发现,与相同恒星质量和星系形成状态的快速旋转星系相比,慢旋转星系总体更缺乏 HI 气体、对进一步的环境限制更具抗性,且在考虑非探测情况时更为稳健。这一慢旋转星系的冷气缺乏在质量约为 1011M10^{11}\mathcal{M}_{\odot} 且位于星系形成主序列以下的星系中最为显著,支持气体外流在其淡灭火历史中的关键作用。根据 HI 速度分布的线索,我们怀疑慢旋转星系群体中的巨型气体外流是由高效的驱动反馈所促成的,而这种驱动反馈效率的提高,源于扰动的、充满体积的冷气与(通常是双锥形)中心超星系黑洞之间的广泛耦合。相比之下,在快速旋转盘状星系中,反馈能量主要转化为热的外围星系介质,而非直接作用于稠密且平面化的冷气,从而使反馈主要起到防止进一步气体吸积的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.17258,
  title  = {The kinematic bimodality: Efficient feedback and cold gas deficiency in slow-rotating galaxies},
  author = {Bitao Wang and Yingjie Peng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.17258},
  year   = {2024}
}

备注

Companion of the [Universal Kinematic Bimodality] paper: see fig.6 for a concluding schematic plot