邻近盘状星系中恒星角动量与恒星质量关系的起源

IllustrisTNG 模拟重现了中心星系恒星比角动量(sAM)$j_{\rm s}$ 与质量 $M_{\rm s}$ 的观测标度关系。我们表明,局地 $j_{\rm s}$-$M_{\rm s}$ 关系 ${\rm log}\ j_{\rm s} = 0.55\ {\rm log}\ M_{\rm s} + 2.77$ 在 $z\lesssim 1$ 的盘状星系中形成。我们提供了一个简单模型,很好地描述了晕与星系之间的这种联系。$j_{\rm s}$-$M_{\rm s}$ 关系的指数 0.55 来自 $j_{\rm tot}\propto M_{\rm tot}^{0.81}$、$M_{\rm tot}\propto M_{\rm s}^{0.67}$ 和 $j_{\rm s}\propto j_{\rm tot}$ 关系指数的乘积,其中 $j_{\rm tot}$ 和 $M_{\rm tot}$ 分别为晕的总比角动量和总质量。应纳入对潮汐力矩理论(其预言 $j_{\rm tot}\propto M_{\rm tot}^{2/3}$)的不可忽略的偏离。该模型进一步表明,盘星系的恒星-晕质量比随近乎幂律函数单调增加,这与最新的动力学测量结果一致。偏置坍缩(星系由其母晕内部且低比角动量部分形成)在低红移处影响甚微。角动量保持因子在强自转的盘星系中达到 $\sim 1$,且与球状组分的质量分数反相关,这在一定程度上解释了 $j_{\rm s}$-$M_{\rm s}$ 关系的形态依赖。