大质量致密星系的起源：来自 IllustrisTNG 的启示

我们在 IllustrisTNG 宇宙学模拟中研究了 z=0 大质量致密星系(massive compact galaxies, MCGs)的形成与演化。我们发现，如同观测所示，MCGs 主要较老（中位年龄 $\sim 10.8$ Gyr）、具有超太阳金属丰度（中位 $\log Z/Z_{\odot}\sim0.35$）且 α 增强（中位 $[\alpha/Fe]\sim0.25$）。然而，年龄分布延伸至较年轻年龄，少数 MCGs 年轻至 $\sim7$ Gyr。一般而言，MCGs 早期聚集质量并吸积低角动量气体，在尺寸增长慢得多的情况下显著增加其质量。一小部分 MCGs 遵循另一演化路径，经历致密化事件，其尺寸收缩 40% 或更多。低角动量气体的吸积导致 SMBH 增长增强，MCGs 达到阈值 SMBH 质量 $\log M_\mathrm{BH}\sim10^{8.5} M_\odot$——此时动力学 AGN 反馈启动并 quenches 星系——早于非致密星系。将 MCGs 与在有效速度弥散上匹配的中等尺寸宁静星系样本比较，我们发现它们的吸积历史非常不同。71% 的 MCGs 在 quenching 后未合并，而中等尺寸宁静星系为 37%。此外，追溯这些群体至早期，我们发现至少三分之一的中等尺寸宁静星系没有致密前身，强调干合并与前身偏差效应共同导致了 MCGs 与中等尺寸宁静星系在运动学与恒星种群性质上的差异。