Illustris模拟中大质量长星系的起源与性质

我们在Illustris宇宙学流体动力学模拟中研究星系形状。我们发现大质量星系有更高的概率呈长形。对于恒星质量大于 $10^{11}\rm M_{\odot}$ 的星系，总计839个星系中有35个为长星系。对于21个恒星质量大于 $10^{12}\rm M_{\odot}$ 的星系，9个为长星系，4个为三轴星系，其余接近扁星系。恒星质量小于 $3\times10^{11}\rm M_{\odot}$ 的长星系几乎不存在。我们核查了长星系的并合历史，发现它们由主要干并合形成。所有长星系都至少有一个此类并合，多数质量比在 $1:1$ 到 $1:3$ 之间。对于这些并合，前体的气体分数（气体质量与总重子质量之比）几乎全部为0–3%，除一个例外：其第二前体包含 $\sim 15\%$ 气体质量，而主前体仍含小于 $5\%$。在我们发现的35个大质量长星系中，18个具有短轴旋转，其角动量主要来自前体的自旋角动量（通常是主前体的）。我们分析这些长星系的并合轨道，发现大多数经历了近径向并合轨道。具有主要干并合的扁星系可具有径向或圆轨道。我们进一步讨论这些长星系的多种性质，如自旋参数 $\lambda_{\rm R}$、球状各向异性参数 $\beta$、暗物质分数，以及恒星、暗物质和总质量分布的内密度斜率。