局域宇宙的恒星相空间密度及其对星系演化的启示

本文引入了这样一个观点，即演化中的恒星相空间密度所遵循的一般混合不等式可能对整体星系群落的可能历史施加有用的约束。我们为星系盘和球状成分的完整恒星相空间分布构建了简单模型，并重现了众所周知的结果，即椭圆星系的最大相空间密度太高，无法由盘系统无碰撞地产生，尽管我们也表明在盘中包含核球成分可以消除这一演化障碍。为了得出关于星系群落演化的更一般结论，我们使用 Millennium 星系目录构建了局域宇宙代表性样本中恒星整个相空间密度分布的模型。在这样的复合群落中，我们表明混合不等式排除了仅凭最大相空间密度考虑并未禁止的一些演化路径，从而表明该群落中的大质量椭圆星系不可能纯粹由类似局域宇宙中发现的低质量星系群落的无碰撞并合形成。尽管在这种情况下对混合不等式的违反相当轻微，因此可以通过在并合过程中引入少量非无碰撞的恒星形成来避免，但这确实证实了该方法的潜力。未来对更高红移处恒星相空间密度的测量将使这一潜力得到充分发挥，提供一种审视星系演化可能路径的新途径，并借由该相空间随时间填充的方式了解恒星形成的环境。