超弥散星系的起源：恒星反馈与淬火

我们检验来自 FIRE 项目的孤立星系宇宙学 zoom-in 模拟是否能重现超弥散星系的性质。我们表明，恒星反馈产生的外流对星系恒星进行动力学加热，加上在施加淬火（例如落入星系团）后被动老化的恒星种群，自然重现了观测到的红色 UDGs 群体，而无需高自旋晕或其宿主团的动力学影响。我们通过在一系列不同时间使模拟星系淬火，重现了观测到的 z=0 红色 UDGs 的表面积亮度、半径和绝对星等范围。它们代表了一个大体均匀的暗物质主导星系群体，其 M_star ~1e8 Msun、低金属丰度和宽泛的年龄范围。质量最大的模拟 UDGs 需要最早的淬火，因此最老。我们的模拟与观测 UDGs 的中心包裹质量和速度弥散（20-50 km/s）很好地吻合。模拟 UDGs 的包裹质量在宽泛的淬火时间范围内基本固定，因为其暗物质晕的中心区域很早就完成了增长。一个典型的 UDG 形成于 Mh~4e10-1e11 Msun 的矮晕质量范围。我们样本中质量最大的红色 UDG 需要在 z~3 时其晕达到 Mh ~ 1e11 Msun 处淬火。如果它反而在场中继续增长，到 z=0 时其晕质量将超过 5e11 Msun，可与 L* 星系的晕相比。如果我们的模拟矮星系不被淬火，它们演化为具有与观测场矮星系相似质光比的更蓝的低表面积亮度星系。虽然我们的模拟样本覆盖了有限的成形历史和晕质量范围，我们预言 UDG 是围绕 Ms~1e8 Msun 的常见、甚至可能是主导的星系类型，无论是在场中还是在团中。