盘星系形成中的重子坍缩半径

在盘星系形成的标准图像中，重子和暗物质受到相同的潮汐力矩，因此初始比角动量大致相同。然而观测表明，盘星系的比角动量通常仅为其暗物质晕的一半左右。我们认为这并不必然意味着重子在形成星系时损失了如此多的比角动量。相反，这可能表明星系与其宿主晕的内部区域关系最为直接，正如在晕内部重子先坍缩的情景中所预期的那样。在理想化的完美角动量守恒假设下，我们考察了一种极限情况。即，我们确定暗物质晕需要以相对于宇宙临界密度的密度对比Delta来定义，才能具有与其宿主星系相同的平均比角动量。在星系通过其特征旋转速度与晕相关联的假设下，所需的Delta约为600。该Delta对应的平均晕半径和质量分别约为维里值（即Delta=200时）的60%和75%。我们将此半径称为重子坍缩半径R_BC，因为如果比角动量完美守恒，重子将来自其内部。由于涉及复杂的星系气体物理，它不太可能是一个简单的阶跃函数，因此我们将其视为有效半径。总之，星系初始预测比角动量与最终观测比角动量之间的差异——传统上完全归因于角动量损失——可以更自然地解释为重子优先在R_BC内坍缩，并可能伴随一些后期的角动量转移。