TNG50 中银河系条状结构模式速度的红移演化

本文研究了银河系条状结构属性（如条长度、模式速度和条的比例）在 TNG50 cosmological magnetohydrodynamical 模拟中的红移演化，聚焦于质量为 $M_*>10^{10}\, M_{\odot}$ 的模拟星系。我们关注条状结构模式速度的红移演化和“快速条张力”。我们显示，条的模式速度的中位数随红移增大而增加。另一方面，尽管条的长度中位数随时间增加，但其韭叶瓣半径与条半径之比（即 $\mathcal{R}=R_{\text{CR}}/R_{\text{bar}}$ 参数）也随之增加。换言之，韭叶瓣半径的增长率高于条的长度。这直接意味着银河系条状结构随时间变慢，或者说随红移下降而变慢。我们讨论了导致模式速度降低的可能机制。我们展示了虽然合并对星系的模式速度有显著影响，但在红移范围 $z\leq 1.0$ 内，对平均模式速度的整体演化并不起关键作用。此外，我们表明 $\mathcal{R}$ 参数与气体比例不相关。因此，TNG50 中的气体存在并不缓解快速条张力。我们显示，在 $z=1.0$ 时，所有星系（不考虑其质量）的平均模式速度为 $\Omega_p=70.98\pm 2.34$ km s$^{-1}$ kpc$^{-1}$，而在 $z=0.0$ 时降至 $\Omega_p=33.65 \pm 1.07$ km s$^{-1}$ kpc$^{-1}$。这表明 TNG50 预测在 $z=1.0$ 时的条状结构比在 $z=0.0$ 时快约 2 倍。