星系团中质量最大的星系在 $z \sim 0.5$ 时已然完全形成

通过构建红移 $z=0.545$ 处大质量星系团 MACSJ0717.5 中星系的标度关系，并与后发座星系团（Coma）的比较，我们对恒星种群的亮度演化和星系的结构演化进行建模。我们利用 HST/ACS 图像计算了星等、表面亮度和有效半径，利用 Gemini/GMOS 光谱计算了速度弥散，并给出了17个星系的测量目录。我们还从 HST 成像生成了约 $3000$ 个星系的光度目录。基于此，我们构建了两个星系团的颜色-星等关系、基本平面、质光比-质量关系、质量-尺寸关系以及质量-速度弥散关系。我们提出了一种利用简单物理模型同时建模这些标度关系的新颖、连贯的方法，以推断亮度、尺寸和速度弥散随红移的演化，并表明该模型能完全解释数据。我们发现：(a) 这些星系在 $z \sim 0.5$ 到 $z \sim 0$ 之间经历的尺寸和速度弥散演化是温和的，有 $R_e(z) \sim (1+z)^{-0.40\pm0.32}$ 和 $\sigma(z) \sim (1+z)^{0.09 \pm 0.27}$；(b) 恒星种群年老，约 $10$ Gyr，年龄弥散约 $3$ Gyr，且与自 $z \sim 0.5$ 以来纯被动演化一致，满足 $\Delta \log M/L_B = -0.55_{-0.07}^{+0.15} z$。这意味着这些星系早期形成恒星，随后无耗散地生长，从而在 $z \sim 0.5$ 时质量已然就位，并表明干并合起主导作用，这可能加速了这些高密度星系团环境中的生长。